DE1259974B - On-board radar for aircraft - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL: Int. CL:

GOIsGOIs

HOIq
Deutsche Kl.: 21 a4- 48/63 HOIq
German class: 21 a4- 48/63

Nummer: 1 259 974Number: 1 259 974

Aktenzeichen: N 18742IX d/21 a4File number: N 18742IX d / 21 a4

Anmeldetag: 6. August 1960Filing date: August 6, 1960

Auslegetag: 1. Februar 1968Open date: February 1, 1968

Die Erfindung betrifft ein Bord-Radargerät für Luftfahrzeuge, welches eine Richtantenne für die Aussendung von Impulsen einer gewählten Trägerfrequenz aufweist und einen mit dieser Antenne verbundenen Empfänger für die Aufnahme der an Zielen reflektierten Impulse, deren Frequenz um die Dopplerfrequenz der Ziele frequenzverschoben ist.The invention relates to an on-board radar device for aircraft, which has a directional antenna for the Has transmission of pulses of a selected carrier frequency and one connected to this antenna Receiver for receiving the pulses reflected on targets, the frequency of which is around the Doppler frequency the target is shifted in frequency.

Bei Benutzung von Radargeräten zur Bodenbeobachtung in Flugzeugen ergeben sich bekanntlich infolge mangelhafter Auflösung unscharfe Bilder, in denen eng beieinanderliegende Objekte schwer zu unterscheiden sind. Für Zwecke der Aufklärung oder zum Bombenabwurf sind jedoch scharfe Bilder erforderlich, auf denen die einzelnen Objekte klar zu erkennen sind. Zur Erzielung ausreichender Auflösung für die Kartenbilddarstellung der Erdoberfläche sind Azimutstrahlbreiten von 0,2° und schmäler erforderlich. Die Auflösung des Radargerätes wird letztlich auch durch die Auflösungsfähigkeit des Anzeigeschirmes der gewöhnlich angewendeten Kathodenstrahlröhren begrenzt. Jedoch wird die Auflösung der meisten konventionellen Karten- und Bobmerradargeräte gewöhnlich nur im großen Entfernungsbereich durch das Sichtgerät beeinflußt. Bei der gedehnten Anzeige dagegen, wie sie zur genauen Ziel- und Kontrollpunktortung benutzt wird, ergeben sich Auflösungsmängel nur durch die Antennenstrahlbreite und die Impulslänge. Durch Anwendung sehr kurzer Impulslängen erhält man eine verhältnismäßig hohe Entfernungsauflösung, allerdings bei verringerter Empfindlichkeit, d. h. verminderter Reichweite.When using radar devices for ground observation in aircraft, it is known that this results Blurred images due to poor resolution, in which objects that are close together are difficult to achieve are different. However, images are sharp for reconnaissance or bombing purposes required, on which the individual objects can be clearly recognized. To achieve sufficient resolution Azimuth beam widths of 0.2 ° and narrower are required for the map display of the earth's surface. The resolution of the radar device is ultimately also determined by the resolution capability of the display screen of the commonly used cathode ray tubes. However, the resolution of the most conventional map and bobber radar devices usually only over long distances influenced by the display device. With the stretched display, on the other hand, how to get to the exact target and If control point location is used, there are only deficiencies in resolution due to the antenna beam width and the pulse length. Using very short pulse lengths results in a relatively high one Distance resolution, but with reduced sensitivity, i. H. reduced range.

Eine wesentliche Verbesserung der Auflösung in nicht kohärenten Radargeräten verbietet sich jedoch auf Grund der praktischen Gegebenheiten. Es muß hierfür entweder eine sehr lange Antenne oder eine sehr kurze Wellenlänge benutzt werden. Eine sehr lange Antenne (z. B. 5 m oder mehr) ist im allgemeinen nicht anwendbar, außer für die Seitenrichtung (senkrecht zur Flugrichtung) in Fällen ohne Abtastung. Bei sehr kurzen Wellenlängen ergeben sich Schwierigkeiten durch die atmosphärische Absorption. Außerdem treten Schwierigkeiten bei der Erzeugung hoher Leistung auf.A significant improvement in the resolution in non-coherent radar devices is, however, prohibited due to the practical conditions. Either a very long antenna or a very short wavelengths can be used. A very long antenna (e.g. 5 m or more) is generally not applicable, except for the lateral direction (perpendicular to the flight direction) in cases without scanning. At very short wavelengths difficulties arise from atmospheric absorption. aside from that difficulties arise in generating high power.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bord-Radargerät hoher Auflösung zu schaffen.The object of the invention is to create a high-resolution on-board radar device.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Doppler-Bezugsfrequenzgenerator vorgesehen und mit dem Empfänger und dem Generator eine Anordnung verbunden ist, die die empfangenen reflektierten Impulse durch Überlagerung mit der Bezugsfrequenz demoduliert und dadurch ein demoduliertes Signal liefert, welches aus einem Zug der reflektierten Bord-Radargerät für LuftfahrzeugeAccording to the invention this is achieved in that a Doppler reference frequency generator is provided and an arrangement is connected to the receiver and the generator, which reflected the received Pulses are demodulated by superimposing the reference frequency and thus a demodulated signal supplies which from a train of reflected on-board radar device for aircraft

Anmelder:Applicant:

North American Aviation, Inc.,North American Aviation, Inc.,

Los Angeles, Calif. (V. St. A.)Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Liebau, patent attorney,

8902 Augsburg-Göggingen, v.-Eichendorffstr. 108902 Augsburg-Göggingen, v.-Eichendorffstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Robert Ormond Case jun., LaHabra, Calif.Robert Ormond Case, Jr., LaHabra, Calif.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 6. August 1959 (832 403)V. St. v. America 6 Aug 1959 (832 403)

Impulse besteht, deren Amplitude mit der Differenzfrequenz zwischen der Ziel-Dopplerfrequenz und der Bezugsfrequenz schwankt, daß das demodulierte Signal einer Speicher- und Addieranordnung für aufeinanderfolgende Pulsfolgeperioden der Echosignale zugeführt wird, derart, daß zur an sich bekannten Anzeige nach Entfernung und Richtung ein Ausgangssignal für ein Ziel nur dann erzeugt wird, wenn das Ziel in einer Richtung liegt, unter der seine Dopplerfrequenz gleich der Bezugsfrequenz ist, daß an die Antenne ein zweiter an sich bekannter Radarempfangskanal angeschlossen ist, dessen elektrische Ausgangsgröße ein Maß für die Winkelabweichung der Zielrichtung gegenüber der Antennenachse ist, und daß die Bezugsfrequenz in Abhängigkeit von dieser elektrischen Ausgangsgröße derart geändert wird, daß die Richtung, unter der Ziele eine AusgangsspannungThere are pulses whose amplitude is equal to the difference frequency between the target Doppler frequency and the Reference frequency fluctuates that the demodulated signal of a storage and adder arrangement for successive pulse train periods of the echo signals is supplied, such that the known per se Display by range and direction an output signal for a target is only generated if the Target lies in a direction below which its Doppler frequency is equal to the reference frequency that to the Antenna is a second known radar receiving channel is connected, the electrical output variable of which is a measure of the angular deviation of the target direction with respect to the antenna axis, and that the reference frequency is a function of this electrical output is changed such that the direction in which targets an output voltage

liefern, mit der Antennenachse in Übereinstimmung gebracht wird.deliver, is brought into agreement with the antenna axis.

Es ist bekannt, daß nach dem Summe-Differenz-Prinzip arbeitende »Monopuls«-Radargeräte ein Differenz- oder Fehlersignal erzeugen, das den Winkel eines Zieles relativ zur Hauptachse einer physikalischen Antenne anzeigt. Soll die Hauptachse jeweils in Zielrichtung eingeregelt werden, dann wird das Signal, das die Richtung und die Größe des Abweichwinkels angibt, zum Antrieb der Antennenservovorrichtung verwendet. Zur Erzeugung dieses Fehlersignals dienen getrennte, rasch ansprechende Verstärker mit regelbarem Verstärkungsgrad für die VerarbeitungIt is known that "monopulse" radar devices working according to the sum-difference principle have a differential or generate an error signal showing the angle of a target relative to the major axis of a physical Antenna. If the main axis is to be adjusted in the target direction, then this will be Signal indicating the direction and size of the deviation angle for driving the antenna servo device used. Separate, rapidly responding amplifiers are used to generate this error signal with adjustable gain for processing

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des Summensignals und des Differenzsignals sowie zur F i g. 8 und 9 eine Funktionsdarstellung derthe sum signal and the difference signal as well as to F i g. 8 and 9 a functional representation of the

Phasenbestimmung zwischen dem Differenzsignal und Wirkungsweise des Videointegrators der Fig. 5,Phase determination between the difference signal and the mode of operation of the video integrator of FIG. 5,

dem Summensignal. Fig. 10 das Strahlungsdiagramm der synthetischenthe sum signal. 10 shows the radiation pattern of the synthetic

Bei der Erfindung gibt ein derartig erzeugtes Antenne,In the invention, an antenna produced in this way gives

Signal die Richtung der Hauptachse einer körper- 5 F i g. 11 eine Kurve, die die nach der ErfindungSignal the direction of the main axis of a body 5 F i g. 11 is a curve corresponding to that of the invention

liehen oder physikalischen Antenne an; es wird mit erzielte Auflösungsverbesserung zeigt,borrowed or physical antenna; it is showing with achieved resolution improvement

einem Doppler-Bezugsfrequenzsignal kombiniert, das Fig. 12 die Gewinnkurven der physikalischen unda Doppler reference frequency signal, which Fig. 12 shows the gain curves of the physical and

eine Anzeige für die Richtung der Achse einer »künst- der synthetischen Antenne,a display for the direction of the axis of an »artificial synthetic antenna,

liehen oder synthetischen« Antenne liefert. Unter Fig. 13 zusammengesetzte Gewinnkurven der phy-borrowed or synthetic «antenna supplies. Gain curves of the phy-

künstlicher oder synthetischer Antenne sei eine durch io sikalischen und der synthetischen Antenne,artificial or synthetic antenna is one through iosical and synthetic antenna,

die erfindungsgemäße Schaltung simulierte Antenne Fig. 14 die Gewinnkurven einer synthetischenthe circuit according to the invention simulated antenna. FIG. 14 shows the gain curves of a synthetic

großer Länge verstanden. Antenne, die durch eine andere Bewertung erzieltunderstood great length. Antenna obtained by another rating

Bei dem erfindungsgemäßen Radargerät wird die wurde, undIn the radar device according to the invention, the was, and

bekannte Monopulstechnik zur Bildung eines Fehler- Fig. 15 eine Anordnung zur Erzielung der anderenknown monopulse technique for forming a defect- Fig. 15 one arrangement for achieving the other

signals verwendet, welches die Abweichung des Zieles 15 Bewertung.signal used, which evaluates the deviation of the target 15.

und damit der synthetischen Achse von der physi- In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichenand thus the synthetic axis of the physi- In the drawings like parts are represented by like

kaiischen Antennenachse angibt. Wenn man somit Bezugszeichen bezeichnet.indicating the kaiischen antenna axis. Thus, when referring to reference numerals.

ein Signal besitzt, welches den Winkelfehler zwischen Die Technik der künstlichen Antenne erforderthas a signal which requires the angle error between the artificial antenna technique

der künstlichen und der physikalischen Achse angibt, ein Mittel, um die gleiche Wirkung, d. h. eine sehrthe artificial and the physical axis indicating a means of achieving the same effect; d. H. a very

so wird die Dopplerbezugsfrequenz, die ihrerseits die 20 schmale Strahlbreite, zu erzielen, wie sie von einerso the Doppler reference frequency, which in turn is the 20 narrow beam width, to be achieved as it is from a

Richtung der künstlichen Achse angibt, so verändert, sehr langen Längsstrahlerantennenanordnung geliefertIndicates direction of the artificial axis, so changed, supplied very long longitudinal antenna array

daß die künstliche Achse der physikalischen Achse wird, obwohl die Antenne in Wirklichkeit einenthat the artificial axis becomes the physical axis, although the antenna is in reality one

nachfolgt. Sodann liefert beim Abtasten mit der größeren Öffnungswinkel aufweist. F i g. 1 zeigtfollows. Then delivers when scanning with the larger opening angle. F i g. 1 shows

physikalischen Antenne ein üblicher Azimutabnehmer schematisch einen solchen Längsstrahler mit 15 EIe-physical antenna a common azimuth pickup schematically such a longitudinal radiator with 15 EIe-

eine Information, die den Azimutwert sowohl der 25 menten, die mit N-₇ bis iV₇ bezeichnet sind. Eina piece of information which the azimuth value of both the 25 ments, which are designated with N- ₇ to iV ₇ . A

künstlichen als auch der natürlichen Antennenachse Ziel A senkrecht zur Antenne ist im wesentlichenartificial as well as the natural antenna axis target A perpendicular to the antenna is essentially

angibt. gleich weit von allen Antennenelementen entfernt,indicates. equidistant from all antenna elements,

Durch die gleichzeitige Anwendung eines kohärenten vorausgesetzt, daß die Entfernung groß zur Antennen-Senders, bei dem die Sendefrequenz gespeichert und länge ist. Infolgedessen ist die Echowellenfront nahezu mit dem rückkehrenden Echo verglichen wird, und 30 eben und parallel zur Antenne, und die von den eines Monopulssystems zur Feststellung des Ab- Elementen aufgenommenen Signale haben die gleiche weichungsfehlers und schließlich von Mitteln zur Phase. Dieser Zustand ist in F i g. 1 durch die Vek-Videointegration ist eine Analysierung sämtlicher toren unterhalb von A dargestellt.
Informationen möglich, die in dem Radarecho Das Ziel B ist um den Winkel 0_b außerhalb der enthalten sind, nämlich Ankunftszeit, Einfallsrichtung, 35 Achse. Da es sich etwas näher an einem Ende der Amplitude und Phase, zusammen mit der Geschichte Antenne befindet, ist die Wellenfront etwas geneigt, und der Schnelligkeit der Änderungen dieser Größen. und es ergibt sich infolgedessen eine nahezu gleich-Infolgedessen können mit dem Prinzip nach der mäßige Phasendrehung längs der Antenne. Dieser Erfindung, obwohl deren Vorteile in erster Linie Zustand ist durch die Vektoren unterhalb von B an Hand der Bodenkartenabbildung hoher Auflösung 40 angedeutet. Wegen der Phasendrehung ergibt die erläutert sind, leicht eine Anzahl weiterer Probleme Vektorsumme eine kleinere Resultierende als beim gelöst werden, z. B. die Dopplernavigation, die Boden- Ziel A. Das Ziel A liegt in der Hauptkeule. Wenn der hinderniswarnung für Tiefflieger, die Bestimmung Winkel 6>& so groß ist, daß die Phasendrehung, wie der Schrägentfernung zum Erdboden, die automatische dargestellt, über einen vollen Umlauf (360°) geht, wird Zielansteuerung, die Festzeichenunterdrückung und 45 die Resultierende nahezu Null, und es ergibt sich im die Ortung bewegter Ziele. Antennendiagramm in der Richtung <9& eine Null-Die Erfindung hat den Vorteil, daß Radarinforma- stelle.Due to the simultaneous application of a coherent one provided that the distance to the antenna transmitter at which the transmission frequency is stored and long is great. As a result, the echo wavefront is almost compared to the returning echo, and is flat and parallel to the antenna, and the signals picked up by those of a monopulse system for detecting the pick-up elements have the same deviation error and ultimately by means of phase. This state is shown in FIG. 1 by the Vek video integration, an analysis of all goals below A is shown.
Information possible that is contained in the radar echo The target B is outside the area by the angle 0 _b , namely time of arrival, direction of incidence, 35 axis. Since it is slightly closer to one end of the amplitude and phase, along with the history of the antenna, the wavefront is slightly inclined, and the rapidity of the changes in these quantities. and as a result there is an almost equal-as a result, can with the principle according to the moderate phase rotation along the antenna. This invention, although its advantages primarily state, is indicated by the vectors below B on the basis of the high-resolution ground map image 40. Because of the phase shift, which are discussed, a number of other problems vector sum yields a smaller resultant than when solved, e.g. B. Doppler navigation, ground target A. Target A is in the main lobe. If the obstacle warning for low-flyers, the determination of angle 6>&, is so large that the phase rotation, such as the inclined distance to the ground, which is automatically displayed, goes over a full circle (360 °), target control, fixed-character suppression and 45 the resultant are almost Zero, and it results in the location of moving targets. Antenna pattern in the direction <9 & a zero-The invention has the advantage that radar information.

tionen hoher Auflösung mit minimaler Verzögerung Wenn der Abstand zwischen den Elementen mehrerehigh resolution with minimal delay When the distance between elements is multiple

zur Verfugung stehen und daß die Abtastung mit Wellenlängen beträgt, so ergeben sich eine oderare available and that the scanning is with wavelengths, then one or

der synthetischen Antenne ohne Benutzung einer von 50 mehrere Richtungen wie z. B. unter Θ_α, für die diethe synthetic antenna without using any of 50 multiple directions such as B. under Θ _α , for which the

außen zugeführten Geschwindigkeitsinformation mög- Phasendrehung zwischen benachbarten Elementenexternally supplied speed information possible phase rotation between adjacent elements

lieh ist. einen vollen Umlauf beträgt. Wenn dies der Fall ist,is borrowed. is one full cycle. If this is the case,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an so empfangen die einzelnen Elemente scheinbarAn embodiment of the invention is based on how the individual elements appear to be received

Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt gleichphasige Signale, und es ergibt sich eine HilfskeuleHand of the drawings explained. It shows in-phase signals and an auxiliary lobe results

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer langen 55 in dieser Richtung, die im wesentlichen den gleichenF i g. Figure 1 is a schematic representation of a long 55 in that direction, essentially the same

Längsstrahlerantenne, Gewinn wie die Hauptkeule besitzt. Dieser ZustandLongitudinal antenna that has gain like the main lobe. This condition

F i g. 2 die Charakteristik des Gewinns der Antenne ist in F i g. 1 unter C dargestellt,F i g. 2 the antenna gain characteristic is shown in FIG. 1 shown under C,

nach Fig. 1, In dem in Fig. 2 dargestellten Antennendiagrammaccording to FIG. 1, in the antenna diagram shown in FIG

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Gerätes nach der sind eine Hauptkeule 11 und mehrere NebenkeulenF i g. 3 is a block diagram of an apparatus according to FIG. 3 a main lobe 11 and several side lobes

Erfindung, 60 erkennbar. Die Heineren Nebenkeulen, z. B. dieInvention, 60 recognizable. The Heineren side lobes, z. B. the

F i g. 4 ein Blockschaltbild des Senderteiles des Keule 10, ergeben sich in Richtungen, für die dieF i g. 4 a block diagram of the transmitter part of the lobe 10, result in directions for which the

Gerätes nach Fig. 3, Phasendrehung längs der künstlichen Antenne überDevice according to Fig. 3, phase rotation along the artificial antenna above

F i g. 5 ein Blockschaltbild der Empfangs- und mehr als einen Umlauf geht, jedoch nicht über eineF i g. 5 is a block diagram of the receiving and more than one round trip, but not over one

Sichtgerätschaltung nach Fig. 3, ganze Zahl von Umläufen. Bei einem einfachenDisplay device circuit of Fig. 3, integer number of revolutions. With a simple one

Fig. 6 a und 6b Einzelheiten des Integrators 65 Längsstrahler liegt die erste Nebenkeule 10 etwa 14 dbFig. 6 a and 6b details of the integrator 65 longitudinal radiator, the first side lobe 10 is about 14 db

nach F i g. 5, unterhalb der Hauptkeule.according to FIG. 5, below the main lobe.

F i g. 7 das Ausgangssignal eines Phasendetektors Das Strahlungsdiagramm der F i g. 2 kann durchF i g. 7 the output signal of a phase detector. The radiation diagram in FIG. 2 can through

der F i g. 5, ein kohärentes Radargerät in einem sich bewegendenthe F i g. 5, a coherent radar device in a moving

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Flugkörper, der bemannt oder unbemannt sein kann, unter dem gewünschten Blickwinkel ist. Um abtastenMissile, which can be manned or unmanned, is at the desired viewing angle. To palpate

künstlich erzeugt werden. In diesem Falle besteht die zu können, wird die Frequenzverschiebung durchbe artificially generated. In this case, there is the ability to shift the frequency through

physikalische Radarantenne aus nur einem Element Benutzung eines Oszillators mit variabler Frequenzphysical radar antenna consisting of only one element using an oscillator with variable frequency

der in F i g. 1 gezeigten Antenne. variiert. Die Anordnung blickt mit ihrer Hauptkeulethe in F i g. 1 antenna shown. varies. The arrangement looks with its main lobe

Wenn das Flugzeug sich mit gleichmäßiger Ge- 5 nur in der Richtung, unter der die DopplerfrequenzIf the aircraft moves at a steady speed only in the direction below which the Doppler frequency

schwindigkeit bewegt, sendet das Radargerät Impulse in dem betreffenden Augenblick der Frequenz desspeed moves, the radar sends impulses at the relevant moment of the frequency of the

in gleichen Abständen längs des Flugweges aus. variablen Oszillators entspricht.at equal intervals along the flight path. variable oscillator.

Wenn beispielsweise das Radargerät mit einer Impuls- In F i g. 3 wird eine physikalische Antenne 20For example, if the radar set with a pulse In F i g. 3 becomes a physical antenna 20

frequenz von 1000 Impulsen pro Sekunde arbeitet eines Monopulsradargerätes mit bestimmter Impuls-frequency of 1000 pulses per second, a monopulse radar device works with certain pulse

und mit einer Geschwindigkeit von etwa 305 m pro io frequenz durch Sendeimpulse erregt und empfängt dieand excited at a speed of about 305 m per io frequency by transmission pulses and receives the

Sekunde (rund 1 Mach) fliegt, so bewegt es sich etwa an einem Ziel reflektierten Impulse, welche durch einSecond (around 1 Mach) flies, it moves about pulses reflected at a target, which by a

0,305 m zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen. In Element auf der Erdoberfläche zurückgestrahlt worden0.305 m between successive pulses. Retroreflected in element on the earth's surface

jeder Lage wird das Zielecho gespeichert, so daß sowohl sein können und eine Frequenz aufweisen, die durchEach location the target echo is stored so that both can be and have a frequency that passes through

die Amplituden als auch die Phasen festgehalten die Sendefrequenz bestimmt wird, jedoch um diethe amplitudes as well as the phases recorded the transmission frequency is determined, however around the

werden. Nachdem eine Anzahl von η solcher Video- 15 Zieldopplerfrequenz auf Grund der gegenseitigenwill. After a number of η such video 15 target Doppler frequency due to the mutual

zeichen gespeichert sind, werden sie vektoriell addiert, Bewegung von Ziel und Fahrzeugradargerät ver-characters are stored, they are added vectorially, movement of the target and vehicle radar device

so daß sich ein resultierender Wert ergibt. Der resul- schoben ist. Grundsätzlich werden für die Erzeugungso that there is a resulting value. Which is the result. Basically be used for generating

tierende Wert ist der gleiche, für den angegebenen der künstlichen Antenne die Echoimpulse mit einertating value is the same, for the specified of the artificial antenna the echo impulses with a

Fall, wie er durch einen Längsstrahler von η · 0,305 m Bezugsfrequenz kohärent demoduliert. Bei der vor-Case as it is demodulated coherently by a longitudinal radiator with a reference frequency of η · 0.305 m. At the previous

Länge erzielt würde, ausgenommen einem Faktor 20 liegenden Ausführungsform wird dies durch VergleichLength would be achieved, except a factor of 20 lying embodiment, this is done by comparison

zweier gleichphasiger Werte, der sich aus der Zwei- der Zieldopplerfrequenz in jedem der Summen- undtwo in-phase values, which result from the two of the target Doppler frequency in each of the sum and

wegausstrahlung des Radargerätes ergibt. Auf diese Differenzkanäle in Vergleichsnetzwerken 21 und 21aaway radiation of the radar device results. On these difference channels in comparison networks 21 and 21a

Weise ist es möglich, eine künstliche Antenne zu erreicht, die als übliche Phasendetektoren ausgebildetWay, it is possible to achieve an artificial antenna that is designed as a conventional phase detector

schaffen, die in ihrer Wirkung mehrfach länger als sein können, wobei die Bezugsfrequenz durch einencreate, which in their effect can be several times longer than, whereby the reference frequency by a

eine physikalische Antenne ist und die auf einem 25 variablen Oszillator 22 geliefert wird. Am Ausgangis a physical antenna and is provided on a variable oscillator 22. At the exit

Flugzeug angebracht werden kann. Infolgedessen ist der Vergleichsschaltungen entsteht ein Signal, wie esAirplane can be attached. As a result, the comparison circuits produce a signal like it

die erzielte Strahlbreite mehrfach schmäler, als sie bei 24 in F i g. 7 dargestellt ist. Das Signal 24 bestehtthe beam width achieved is several times narrower than it is at 24 in FIG. 7 is shown. The signal 24 exists

auf andere Weise erreichbar wäre. aus einem Zug reflektierter Zielimpulse 23, derenwould be attainable in some other way. from a train of reflected target pulses 23, whose

Es ist zu beachten, daß im Falle der synthetischen Umhüllende sinusförmig mit einer Frequenz fa—fa' It should be noted that in the case of the synthetic envelope, sinusoidal with a frequency fa-fa '

Antenne die Phasendrehung längs der synthetischen 30 schwankt, die gleich der Differenz zwischen derAntenna the phase shift along the synthetic 30 fluctuates, which is equal to the difference between the

Antenne eine Phasenänderung in bezug auf die Zeit Zieldopplerfrequenz fa und der Frequenz fä desAntenna a phase change with respect to the time target Doppler frequency fa and the frequency fä des

darstellt, d. h. die Doppelverschiebung des Zielechos variablen Oszillators 22 ist. Das Videoausgangssignalrepresents, d. H. is the double shift of the target echo variable oscillator 22. The video output signal

gegenüber der Sendefrequenz. Somit ergibt sich eine wird im Summenkanalintegrator 25 integriert, dercompared to the transmission frequency. This results in one being integrated in the sum channel integrator 25, the

Haupt- oder Nebenkeule für jede Richtung, für die die alle Impulse entgegengesetzter Polarität gegeneinanderMain or side lobe for each direction for which all pulses of opposite polarity to each other

Dopplerverschiebung Null bzw. ein ganzzahliges Viel- 35 aufhebt, so daß ein Ausgangssignal von etwa NullDoppler shift zero or an integer multiple cancels, so that an output signal of approximately zero

faches der Impulsfolgefrequenz ist. In diesem Fall entsteht, wenn die Frequenz fa—fd nicht Null ist.times the pulse repetition rate. In this case, it arises when the frequency fa-fd is not zero.

geht die Dopplerfrequenz über eine ganzzahlige Anzahl Wenn andererseits die Frequenzdifferenz etwa Null ist,the Doppler frequency goes over an integer number If, on the other hand, the frequency difference is about zero,

von Perioden zwischen den Sendeimpulsen. Eine so sind die Impulse 23 von gleicher Polarität, und esof periods between the transmission pulses. One such are the pulses 23 of the same polarity, and it

Nullstelle im Antennendiagramm ergibt sich für die entsteht ein verwertbares Ausgangssignal am IntegratorThe zero point in the antenna diagram results in a usable output signal at the integrator

Richtungen, für die die Differenz zwischen Doppler- 40 zur Anzeige in einem üblichen Anzeigegrät 26.Directions for which the difference between Doppler 40 for display in a conventional display unit 26.

frequenz und der nächsten Harmonischen der Impuls- Wenn bei der vorliegenden Erläuterung von Lesen,frequency and the next harmonic of the pulse If in the present explanation of reading,

folgefrequenz über eine ganze Zahl von Perioden geht Schreiben, Integrieren, Summieren und Bewerten vonrepetition frequency over an integer number of periods involves writing, integrating, summing and evaluating

während der Zeit, die zur Erzeugung der Antenne Impulsen die Rede ist, so soll damit die AnwendungDuring the time that is being said to generate pulses from the antenna, the application is intended to do so

erforderlich ist (n Millisekunden in dem obigen der Erfindung nicht auf isolierte Ziele beschränktis required (n milliseconds in the above of the invention is not limited to isolated targets

Beispiel). 45 werden. Die beschriebene Impulsverarbeitung ist inExample). 45 become. The pulse processing described is in

Im Falle einer physikalischen Antenne mit vielen Wirklichkeit eine Verarbeitung von Videoimpulszügen. Elementen kann die Hauptkeule einer derartigen Zur Vereinfachung der Erläuterung ist jedoch die physikalischen Antenne durch Einschalten einzelner Wirkungsweise der Datenverarbeitung an den ImPhasenschieber in Reihe mit jedem physikalischen pulsen einzelner Ziele dargestellt, wobei es jedem Antennenelement gedreht werden. Hierbei ändert sich 50 Fachmann verständlich ist, daß sich die in Wirklichkeit die Phasenverschiebung fortschreitend längs der auftretenden Videoimpulszüge durch Überlagerung Antenne, um die Phasendrehung für ein außerhalb der Impulse vieler Ziele ergeben, die alle in der beder Achse liegendes Ziel auszulöschen. Infolgedessen schriebenen Weise behandelt werden,
müssen bei der synthetischen Antenne in Fig. 1, Da die Zieldopplerfrequenz eine Funktion des wenn deren Hauptkeule vom Ziel A nach B gedreht 55 Kosinus des Winkels zwischen der Ziellinie und dem werden soll (d. h. von Θ — 90° nach (9&), Phasen- Geschwindigkeitsvektor des das Radargerät tragenden schieber so angeordnet werden, daß sie entgegensetzte Fahrzeuges ist, so ist, wie später noch näher erläutert, Phasenverschiebungen zu den unter B eingezeichneten ersichtlich, daß die Bezugsfrequenz selbst die jeweilige Vektoren erzeugen. Nach Durchgang durch die Richtung angibt, in der die vom Integrator an das Phasenschieber sind die Signale vom Ziel B zueinander 60 Anzeigegerät gelieferten Ziele liegen. Verschiedene gleichphasig und addieren sich. Das Ziel A liegt dann Ziele können durch Änderungen der Bezugsfrequenz auf einer Nullstelle. Das Antennendiagramm ist um dargeboten werden, d. h. um auf Ziele in verschiedenenIn the case of a physical antenna with many realities, processing of video pulse trains. For simplicity of explanation, however, the physical antenna is shown by turning on individual data processing operations on the phase shifter in series with each physical pulse of individual targets, rotating each antenna element. It is understood by those skilled in the art that the phase shift progresses along the occurring video pulse trains by superimposing the antenna in order to produce the phase shift for a target outside of the pulses of many targets, all of which are located in the first axis. As a result, written ways are treated,
must be with the synthetic antenna in Fig. 1, Since the target Doppler frequency is a function of when its main lobe rotated from target A to B 55 cosine of the angle between the target line and the should be (i.e. from Θ - 90 ° to (9 &), phase Velocity vector of the slider carrying the radar device are arranged so that it is the opposite vehicle, so, as will be explained in more detail later, phase shifts to the ones shown under B can be seen that the reference frequency itself generates the respective vectors the signals from target B to the phase shifter are supplied by the integrator to each other 60 display device. Different targets are in phase and add up. Target A is then targets can be displayed by changing the reference frequency on a zero on goals in different

„.. , , ι π ~\ 1- -L Richtungen zu blicken. Somit gibt die Bezugsfrequenz“.. ,, ι π ~ \ 1- -L directions to look. Thus there is the reference frequency

einen Winkel (_y - θή verschoben. _die ^ _dej. _{künsüichen Ant}*_{nne an} an angle ( _y - θή shifted. _the ^ _dej . _{artificial antenna}

Diese Phasenverschiebung wird bei der synthetischen 65 Eine Winkelfehlerschaltung 27 ist vorgesehen, dieThis phase shift is used in the synthetic 65. An angle error circuit 27 is provided which

Antenne durch einfache Verschiebung entweder der ihr Eingangssignal über die Differenzkanalvergleichs-Antenna by simply shifting either its input signal via the differential channel comparison

Empfangssignale oder des kohärenten Bezugssignals um schaltung 21a und den Integrator 25 a von derReceived signals or the coherent reference signal to circuit 21a and the integrator 25 a of the

eine Frequenz erreicht, die gleich der Dopplerfrequenz Antenne und der Empfängerschaltung erhält, wie späterreaches a frequency equal to the Doppler frequency antenna and the receiving circuit received, as later

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näher erläutert, und ein Fehlersignal auf die Leitung 2 8 Ziel auf der Antennenachse und sich schnell vergrößertexplained in more detail, and an error signal on the line 2 8 target on the antenna axis and rapidly increasing

liefert, welches der Winkelabweichung der künstlichen im Verhältnis zur Azimutwinkelabweichung von derprovides which of the angular deviation of the artificial in relation to the azimuth angle deviation of the

Antennenachse gegenüber der Achse der natürlichen Achse, wie dies in Fig. 12a und 12b dargestellt ist.Antenna axis opposite the axis of the natural axis, as shown in FIGS. 12a and 12b.

Antenne 20 angibt. Dieses Fehlersignal wird dem Bei der gezeigten Ausführungsform eines Monopuls-Antenna 20 indicates. This error signal is the In the shown embodiment of a monopulse

variablen Oszillator 22 zur Frequenzänderung züge- S radargerätes ist das Fehlersignal in Phase mit demvariable oscillator 22 for changing frequency trains S radar device, the error signal is in phase with the

führt und dreht somit die künstliche Achse in dem Summensignal für Ziele auf der einen Seite der Achseguides and rotates the artificial axis in the sum signal for targets on one side of the axis

Sinne, daß die Abweichung zwischen künstlicher und und gegenphasig (um 180°) für Ziele auf der anderenMeaning that the deviation between artificial and and out of phase (by 180 °) for goals on the other

physikalischer Achse verringert wird. Infolgedessen Seite der Achse. Bei anderen Ausführungsformen, diephysical axis is reduced. As a result, side of the axis. In other embodiments that

folgt die künstliche Achse jeder Verdrehung der für den vorliegenden Zweck benutzt werden können,the artificial axis follows every twist that can be used for the present purpose,

natürlichen Achse nach, wobei die die Richtung der io z. B. Phasenmonopulsgeräte, ist das Fehlersignal aufnatural axis, the direction of the io z. B. phase monopulse devices, the error signal is on

natürlichen Achse angebende Information auch die der einen Seite +90° gegenüber dem SummensignalInformation indicating the natural axis also that of the one side + 90 ° compared to the sum signal

Information für die Richtung der synthetischen Achse und auf der anderen Seite —90°.Information for the direction of the synthetic axis and on the other hand -90 °.

darstellt. Es ist keine sichtbare Berechnung der Ziel- Betrachtet man den Summenkanal allein, so wirdrepresents. There is no visible calculation of the target. If you look at the sum channel alone, then

dopplerfrequenz für die einzelnen Richtungen das von einem einzelnen Ziel auf dem Boden emp-Doppler frequency for the individual directions that is received by a single target on the ground.

erförderlich. 15 fangene Echo gegenüber der Sendefrequenz um dienecessary. 15 caught echo compared to the transmission frequency around the

Wie aus F i g. 4 und 5 ersichtlich, kann eine Auto- Zieldopplerfrequenz fa verschoben, so daß sich beiAs shown in FIG. 4 and 5, an auto target Doppler frequency fa can be shifted so that at

matisierung des Prinzips gemäß F i g. 3 durch An- dem vorliegenden Beispiel eine Frequenz 9375 + fa mization of the principle according to FIG. 3 by means of the present example a frequency 9375 + fa

Wendung einer neuartigen Kombination einer Anzahl MHz ergibt. Dieses HF-Summensignal wird demTurning a novel combination of a number of MHz results. This RF sum signal is the

konventioneller und bekannter Bauteile erreicht Summenkanalmischer 50 (F i g. 5) zugeführt, derconventional and known components achieved summation channel mixer 50 (Fig. 5) supplied to the

werden. Es wird zweckmäßig ein übliches Monopuls- 20 außerdem ein Signal vom örtlichen Oszillator 34will. It is expedient to use a conventional monopulse 20 as well as a signal from the local oscillator 34

. radargerät benutzt, wobei eine Ortung in Blickrichtung in F i g. 4 erhält, um die örtliche Oszillatorfrequenz. radar device used, with a location in the line of sight in F i g. 4 gets the local oscillator frequency

durch Nachführung der künstlichen Achse gegenüber zu beseitigen, so daß sich eine Ausgangsfrequenz vqnto eliminate by tracking the artificial axis opposite, so that an output frequency vqn

der Blickachse ermöglicht wird. 30 + fa, MHz ergibt. Dieses Signal wird im ZF-Ver-the line of sight is made possible. 30 + fa, MHz results. This signal is used in the IF network

Gewöhnlich besitzt ein Monopulsradargerät wenig- stärker 51 verstärkt und geht in zwei übliche Synchron-Usually a monopulse radar device has less - more 51 amplified and goes into two usual synchronous

stens drei Empfangskanäle, nämlich den Summen-, 25 oder Phasendetektoren 52, 53. Ein kohärentes ZF-at least three reception channels, namely the sum, 25 or phase detectors 52, 53.

den Azimutfehler- und den Elevationsfehlerkanal. Bezugssignal für die Phasendetektoren wird in einemthe azimuth error and elevation error channels. Reference signal for the phase detectors is in a

Für Zwecke der Ortung in Blickrichtung sind nur der Einseitenbandmodulator 54 erzeugt, der ähnlich wieFor the purpose of locating in the viewing direction, only the single sideband modulator 54 is generated, which is similar to

Summen- und der Azimutfehlerkanal erforderlich. der Modulator 36 ausgebildet ist und das ZF-SignalSum and azimuth error channels required. the modulator 36 is formed and the IF signal

Natürlich kann auch der Elevationsfehlerkanal vor- vom ZF-Oszillator 35 mit einer Bezugsfrequenz fa Of course, the elevation error channel can also be used in front of the IF oscillator 35 with a reference frequency fa

gesehen werden, z. B. zur Bodenhindernisfeststellung. 30 von einem variablen Oszillator 55 kombiniert.be seen e.g. B. for ground obstacle detection. 30 combined by a variable oscillator 55.

Das übliche Monopulsgerät besitzt eine physikalische Die Phasendetektoren 52, 53 werden benutzt, um Antenne 30 (F i g. 4), die in geeigneter Weise so die Phase des kohärenten Videosignals zu erhalten, montiert ist, daß sie wenigstens den Azimut unter Dies wird erreicht durch Benutzung des einen Phasen-Steuerung durch einen Azimutservoantrieb 31 abtasten detektors für die gleichphasige Komponente und des kann, welcher durch einen Suchprogrammgeber 32 35 anderen für die Quadraturkomponente, wobei die gesteuert wird. Der letztere kann beispielsweise eine Komponenten getrennt integriert und dann kombiniert kontinuierliche Sektorabtastung ermöglichen sowie werden. Zu diesem Zweck wird die kohärente Bezugsnatürlich auch ein einfaches von Hand geregeltes frequenz vom Modulator 54 ohne Phasenverschiebung Signal an den Azimutservoantrieb liefern, so daß im als Bezugsfrequenz dem Phasendetektor 53 zugeführt, Bedarfsfalle eine Abtastung von Hand möglich ist. 40 der die gleichphasige Komponente verarbeitet. Die Ein Azimutabnehmer 33 ist in bekannter Weise mit Bezugsfrequenz vom Modulator 54 wird außerdem dem Antennehbetrieb verbunden, der ein Signal an über einen 90 "-Phasenschieber 56 als Quadraturbezugsdas Sichtgerät oder einen Rechner liefert, das die frequenz dem Phasendetektor 52 zugeführt, der die jeweiligen Antennenstellungen angibt. Quadraturkomponente verarbeitet. Am Ausgang der Ein örtlicher Oszillator 34 liefert eine Frequenz 45 Phasendetektoren 52 und 53 entsteht das kohärente von z. B. 9345 MHz und ein Zwischenfrequenz- Videosignal 24 in Fi g. 7, das synchron mit der oszillator 35 eine Frequenz von z. B. 30 MHz, und Differenzfrequenz fa—fa schwankt. Diese Videodie Ausgänge derselben werden in einem Einseiten- signale werden einem Integrator 57 zugeführt, der bandmodulator 36 kombiniert. Der Einseitenband- weiter unten erläutert ist und aus einer Speichermodulator liefert am Ausgang die Sendefrequenz, die 50 einrichtung 58 und einer Summiereinrichtung 59 beeine kontinuierliche Welle auf dem oberen Seitenband steht. Der Integrator speichert eine Anzahl aufeinvon beispielsweise 9375 MHz sein kann. Das Ausgangs- anderfolgender Videoimpulse und addiert diese algesignal des Modulators 36 wird einem Sendermodulator braisch. Für ein Ziel, dessen Dopplerfrequenz fa 37 zugeführt, der von dem Radargerätetrigger syn- wesentlich von der Frequenz fa' des variablen Oszillachronisiert wird, so daß eine Impulsfolge auf der 55 tors abweicht, ändert sich das Signal 24 mit der oberen Seitenbandfrequenz mit einer Impulsfolge- Differenzfrequenz. Die Änderung während der Intefrequenz erzeugt wird, die durch den Trigger bestimmt grationsperiode bewirkt eine Auslöschung des Inte-Wird. Die Impulse werden vom Sendermodulator 37 gratorausgangssignals, so daß ein Ausgangssignal über Summen- und Fehlersignalduplexer 38, 38 a und entsteht, das erkennbar Null wird. Es ergibt sich somit eine Monopulsbrücke 39 der Antenne 30 zugeführt. 60 kein merkliches Ausgangssignal für Ziele, die in Die empfangenen Echos gehen von der Antenne über einer solchen Richtung liegen, daß die Dopplerdie Brücke 39 und die Duplexer 38, 38 a auf die frequenz beträchtlich von der Bezugsfrequenz abSummen- und Fehlerkanäle des Empfängers über die weicht. Wenn jedoch die Frequenzdifferenz im wesent-Leitungen 40, 41, wie dies in der Monopulstechnik liehen Null ist, haben die dem Integrator zugeführten üblich ist. Das Summensignal von der Monopuls- 65 Impulse eine einzige Polarität und erzeugen einen schaltung ist in bekannter Weise groß für Ziele Ausgangswert, der in einem Gleichrichter 60 gleichinnerhalb des physikalischen Strahles, während das gerichtet wird, so daß ein Signal von einer einzigen Azimutfehler- oder Differenzsignal Null ist für ein Polarität erhalten wird, das der Zielamplitude pro-The usual monopulse device has a physical The phase detectors 52, 53 are used to mount antenna 30 (Fig. 4) which is suitable to maintain the phase of the coherent video signal so as to achieve at least the azimuth below this by using one phase control by an azimuth servo drive 31 scan detector for the in-phase component and that which is controlled by a search programmer 32 35 the other for the quadrature component. The latter can, for example, be a component integrated separately and then combined to enable continuous sector scanning as well. For this purpose, the coherent reference will of course also provide a simple manually controlled frequency from the modulator 54 without a phase shift signal to the azimuth servo drive, so that the phase detector 53 is supplied as a reference frequency, if necessary manual scanning is possible. 40 which processes the in-phase component. The azimuth pickup 33 is connected in a known manner to the reference frequency from the modulator 54 is also connected to the antenna operation, which supplies a signal to the viewing device or a computer via a 90 "phase shifter 56 as a quadrature reference, which supplies the frequency to the phase detector 52, which supplies the respective antenna positions At the output of the A local oscillator 34 supplies a frequency 45 phase detectors 52 and 53, the coherent one of eg 9345 MHz and an intermediate frequency video signal 24 in FIG of, for example, 30 MHz, and the difference frequency fa-fa fluctuates. This video, the outputs of the same are fed in a single-sided signal to an integrator 57, which combines band modulator 36. The single-sideband is explained below and supplies a memory modulator at the output the transmission frequency, the 50 device 58 and a summing device 59 are continuous Wave stands on the upper sideband. The integrator stores a number on one of e.g. 9375 MHz. The output of the other video pulses and the addition of these algesignal of the modulator 36 is transmitted to a transmitter modulator. For a target whose Doppler frequency fa 37 is supplied, which is syn- substantially with the frequency fa 'of the variable oscillation achronized by the radar device trigger, so that a pulse train deviates on the gate, the signal 24 changes with the upper sideband frequency with a pulse train- Difference frequency. The change generated during the integration period, which is determined by the trigger, causes the integration to be extinguished. The pulses are from the transmitter modulator 37 grator output signal, so that an output signal via sum and error signal duplexer 38, 38 a and arises, which is recognizable zero. A monopulse bridge 39 is thus supplied to the antenna 30. 60 no noticeable output signal for targets that are in The received echoes from the antenna are above such a direction that the Doppler bridge 39 and the duplexers 38, 38 a on the frequency considerably from the reference frequency deviates from the sum and error channels of the receiver . If, however, the frequency difference in the essential lines 40, 41, as borrowed in monopulse technology, is zero, the ones supplied to the integrator are common. The sum of the signal from the monopulse 65 pulses having a single polarity and producing a circuit is known to be great for targets output which is in a rectifier 60 just inside the physical beam while being directed, so that a signal from a single azimuth error or difference signal Zero is obtained for a polarity that is pro-

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portional ist und wie bei üblichen Radargeräten einem navigationsrechner wäre an sich eine zyklischeis portional and, as with conventional radar devices, a navigation computer would in itself be cyclical

Sichtgerät 61 zugeführt wird. Variation der Bezugsfrequenz möglich, so daß dieViewing device 61 is supplied. Variation of the reference frequency possible so that the

Das Sichtgerät enthält beispielsweise eine Kathoden- synthetische Achse eine Abtastbewegung ausführt,The display device contains, for example, a cathode-synthetic axis that carries out a scanning movement,

strahlröhre 81 mit vertikalen Ablenkplatten 82, durch wobei es möglich wäre, jederzeit ihre Richtung zubeam tube 81 with vertical baffles 82, through which it would be possible to change their direction at any time

die der Strahl durch eine übliche Ablenkschaltung 83 5 bestimmen. Die vorliegende Anordnung vermeidetwhich determine the beam by a conventional deflection circuit 83 5. The present arrangement avoids

synchron mit dem Trigger des Gerätes angelenkt wird, jedoch eine solche Rechnung und arbeitet unabhängigis articulated synchronously with the trigger of the device, however, such a calculation and works independently

und mit einer Horizontalablenkung 84, die durch eine von der Kenntnis der Übergrundgeschwindigkeit undand with a horizontal deflection 84, which is determined by a knowledge of the ground speed and

vom Azimutabnehmer 33 gesteuerte Horizontalab- Abtrift, welche für die Berechnung der Doppler-Horizontal drift controlled by the azimuth pickup 33, which is used for the calculation of the Doppler

lenkschaltung 85 gespeist wird. Der Summenkanal- frequenz eines Zieles in einer gewählten RichtungSteering circuit 85 is fed. The sum channel frequency of a target in a selected direction

ausgangswert wird nach Integration und Gleich- io erforderlich wären, indem die synthetische Achse vonoutput value is required after integration and equi-o by taking the synthetic axis of

richtung der Intensitätssteuerung 86 zugeführt, durch der physikalischen Antennenachse abhängig gemachtDirection of the intensity control 86 supplied, made dependent by the physical antenna axis

die der Strahl in üblicher Art wie bei Radarsicht- bzw. dieser nachgeführt wird. Diese Betriebsweisewhich the beam is tracked in the usual way as with radar sighting or this. This mode of operation

geräten in der Intensität moduliert wird. wird durch Benutzung des Azimutfehlerkanals einesdevices in the intensity is modulated. becomes a. by using the azimuth error channel

F i g. 8 und 9 zeigen die Impulsauslöschung im Monopulsradargerätes erreicht, indem von diesem ein Videointegrator 57. In F i g. 9 sind eine Anzahl von 15 Signal abgeleitet wird, das die Winkelabweichung der Zielen 1, 2, 3 und 4 nach Azimut und Entfernung in synthetischen Achse von der Antennenachse angibt, bezug auf die Flugrichtung 62 des Flugzeugbord- Durch Benutzung dieses Fehlersignais zur Frequenzradargerätes dargestellt. Fig. 8 zeigt in Vertikal- änderung des Oszillators 55 wird die synthetische richtung die Amplitudenwerte über der Zeit auf der Achse dauernd in Übereinstimmung mit der Antennen-Horizontalachse der Information, die in neun auf- 2° achse gehalten. Der Azimutwert der physikalischen einanderfolgenden Impulsperioden I₁ bis t_g für jedes Antenne und damit auch der synthetischen Achse kann Ziel am Integratorausgang entsteht. Das Ziel 1 ist dann in bekannter Weise während der Abtastung durch außerhalb der Achse. Die Ziele 2 und 3 liegen auf der einen üblichen Abnehmer ermittelt werden.
Achse, jedoch in verschiedenen Entfernungen, wobei Das Azimutfehlervideosignal des Monopulsgerätes die Echos zu verschiedenen Zeiten empfangen werden. 25 wird in gleicher Weise verarbeitet, wie dies für den Ziel 4 liegt außerhalb der Achse, jedoch in gleicher Summenkanal beschrieben worden ist, wobei ein Entfernung wie Ziel 3, so daß sein Echo zusammen mit getrennter Kanal im Videointegrator benutzt wird, dem von Ziel 3 empfangen wird. Es werden Echos von Das HF-Fehlersignal auf der Leitung 41 vom Duplexer allen vier Zielen empfangen, da angenommen ist, daß 38 a wird einem Fehlerkanalmischer 70 {F i g. 5) zualle Ziele in der Strahlbreite der physikalischen Antenne 30 geführt, der auch vom örtlichen Oszillator 34 gespeist liegen. Die Entfernungsimpulse, welche die von den wird, und geht dann zum Fehlerkanal-ZF-Verstärker 71 Phasendetektoren gelieferten kohärenten Videoechos und zu den Fehlerkanalquadratur- bzw. gleichphasigen enthalten, werden in der Speichereinrichtung 58 ge- Phasendetektoren 72 bzw. 73, die mit Quadratur, bzw. speichert und dann in der Summierschaltung 59 ad- gleichphasigen Komponenten der Bezugsfrequenz vom diert. Wie aus F i g. 8 ersichtlich, ändern sich die 35 Phasenschieber 56 bzw. vom Einseitenbandmodulator Impulse von dem außerhalb der Achse liegenden 54 gespeist werden. Die Ausgangswerte der Fehler-Ziel 1 in der Polarität während der Integrations- kanalphasendetektoren werden der Speichereinrichperiode von I₁ bis ^₉, so daß an der Summierschaltung tung 58 zugeführt und dann in einer Summierschal-59 kein wesentliches resultierendes Ausgangssignal tung 74 kombiniert. Die Ausgangswerte der Summenentsteht. Die Echos von Ziel 2 werden im Integrator 40 kanalsummierschaltung 59 und der Fehlerkanalsumaddiert und ergeben den resultierenden Impuls 63. mierschaltung 74 werden einem üblichen Phasen-Die Impulse der Ziele 3 und 4 ergeben ein zusammen- detektor 75 zugeführt, der ein Signal erzeugt, das die gesetztes Echo der Reflexionen von diesen zwei Zielen. Größe und das Vorzeichen des Fehlerkanalsignals in Die Impulskomponente des außerhalb der Achse bezug auf das Summensignal angibt. Das Ausgangsliegenden Zieles 4 schwankt in gleicher Weise wie die 45 signal des Detektors 75 geht über ein Tor 76, das Echos des Zieles 1, so daß kein wesentlicher resultie- durch einen weiter unten beschriebenen Torgenerator render Wert entsteht und das Ziel 4 unterdrückt wird, 77 gesteuert wird, der vom Trigger des Gerätes synobwohl es in der gleichen Entfernung liegt wie das chronisiert wird. Das im Tor getastete Fehlersignal Ziel 3. Andererseits haben die Impulse des auf der vom Phasendetektor 75 geht über ein Filter 78 und Achse liegenden Zieles 3 aile die gleiche Polarität, so 50 einen Verstärker 79 und dient als Steuersignal zur daß sie im Integrator addiert werden und das resul- Erzeugung der Frequenzvariation des Oszillators 55. tierende Signal 64 ergeben. Hierdurch wird die Rückkopplungsschleife geschlossen,F i g. 8 and 9 show the pulse cancellation achieved in the monopulse radar device by a video integrator 57. In FIG. 9, a number of 15 signals are derived which indicate the angular deviation of targets 1, 2, 3 and 4 according to azimuth and distance in the synthetic axis from the antenna axis, with reference to the flight direction 62 of the aircraft on-board. FIG. 8 shows the vertical change of the oscillator 55, the synthetic direction, the amplitude values over time on the axis continuously in accordance with the antenna horizontal axis of the information, which is held in nine on the 2 ° axis. The azimuth value of the physical successive pulse periods I ₁ to t _g for each antenna and thus also the synthetic axis can target at the integrator output. The target 1 is then in a known manner during the scan by off-axis. The goals 2 and 3 are to be determined on the one common buyer.
Axis, but at different distances, the azimuth error video signal of the monopulse device receiving the echoes at different times. 25 is processed in the same way as that for target 4 is off-axis, but has been described in the same sum channel, with a distance as target 3, so that its echo is used together with a separate channel in the video integrator, that of target 3 Will be received. Echoes from the RF error signal on line 41 are received by all four targets from the duplexer since it is assumed that 38a is passed to an error channel mixer 70 {Fig. 5) guided to all targets in the beam width of the physical antenna 30, which is also fed by the local oscillator 34. The range pulses, which contain the coherent video echoes supplied by the is and then goes to the error channel IF amplifier 71 phase detectors and to the error channel quadrature or in-phase, are stored in the storage device 58. or stores and then in the summing circuit 59 ad-in-phase components of the reference frequency dated. As shown in FIG. 8, the phase shifters 56 change or pulses from the single sideband modulator are fed by the 54 located outside the axis. The output values of the error target 1 in polarity during the integration channel phase detectors are fed to the storage device period from I ₁ to ^ ₉ , so that device 58 is fed to the summing circuit and then no significant resulting output signal 74 is combined in a summing circuit 59. The output values of the sums is obtained. The echoes from target 2 are added in the integrator 40, the channel summing circuit 59 and the error channel, and result in the resultant pulse 63 set echo of the reflections from these two goals. Size and sign of the error channel signal in The pulse component of the off-axis with respect to the sum signal. The starting target 4 fluctuates in the same way as the 45 signal of the detector 75 goes through a gate 76, the echoes of the target 1, so that no significant result is produced by a gate generator described below and the target 4 is suppressed, 77 is controlled, which is synonymous by the trigger of the device, although it is in the same distance as the chronized. The error signal target 3 sampled in the gate. On the other hand, the impulses of the target 3 lying on the target 3, which is located by the phase detector 75 via a filter 78 and axis, have 50 an amplifier 79 and serves as a control signal for adding them in the integrator the result of the generation of the frequency variation of the oscillator 55. This closes the feedback loop,

Wenn das Gerät abtastet, d. h., wenn die Bezugs- indem die Bezugsfrequenz des Oszillators 55 so verfrequenz/d' geändert wird, befinden sich die Ziele! ändert wird, daß das Fehlersignal vom Phasen- und 3 nicht mehr auf der synthetischen Achse und 55 detektor 75 zu Null wird und die synthetische Achse werden unterdrückt, während andere Ziele, wie z. B. mit der Antennenachse übereinstimmt. Ein üblicher das Ziel 4, hervortreten. Es ist infolgedessen ersieht- Präzisionswinkelabnehmer 33 (F i g. 4) am Azimutlich, daß jedes einzelne Ziel, beispielsweise Bäume, antrieb der Antenne gibt jetzt die jeweilige Richtung Felsen, Gebäude, zu der komplexen Radarrückstrah- sowohl der Antennenachse als auch der synthetischen lung nur so weit beitragen, wie sie innerhalb der sehr 60 Achse an, und die Antenne kann somit nach belieschmalen Strahlbreite der synthetischen Antenne liegen. bigem Suchprogramm durch einen üblichen Such-AHe sonstigen Echos werden durch den Integrations- Programmgeber 32 abgelenkt werden,
prozeß unterdrückt, obwohl sie vom Radarempfänger Das Verfahren und die Einrichtung zur Erzeugung aufgenommen werden. des Fehlersignals, welches den variablen Oszillator 55When the device scans, that is, when the reference frequency is changed by the reference frequency of the oscillator 55 so verfrequency / d ', the targets are located! is changed that the error signal from the phase and 3 no longer on the synthetic axis and 55 detector 75 to zero and the synthetic axis are suppressed, while other targets, such as. B. coincides with the antenna axis. A common goal 4, step forward. As a result, it can be seen - precision angle sensor 33 (Fig. 4) on the azimuth that each individual target, for example trees, drive the antenna now gives the respective direction rocks, buildings, to the complex radar return beam of the antenna axis as well as the synthetic development contribute only as far as they are within the very 60 axis, and the antenna can thus be within the narrow beam width of the synthetic antenna. bigem search program through a usual search AHe other echoes will be deflected by the integration programmer 32,
process suppressed, although they are picked up by the radar receiver. The method and the device for generation. of the error signal which the variable oscillator 55

Aus obiger Beschreibung des Summenkanals ergibt 65 steuert, ist am besten an Hand von F i g. 12 und 13 zuFrom the above description of the sum channel results in 65 controls, is best based on FIG. 12 and 13 too

sich, daß die Achse der synthetischen Antenne durch erläutern. F i g. 12 a zeigt die Gewinnkurve desexplain that the axis of the synthetic antenna is through. F i g. 12 a shows the profit curve of the

die Bezugsfrequenz vom variablen Oszillator 55 be- Summenkanals der physikalischen Antenne über demthe reference frequency from the variable oscillator 55 is the sum channel of the physical antenna above the

stimmt wird. Durch Anwendung komplexer Doppler- Winkel der Zielrichtung gegenüber der Antennen-is true. By using complex Doppler angles of the target direction in relation to the antenna

achse (<9 — Θα), wobei Θα die Richtung der Antennenachse und Θ die Zielrichtung bezeichnet. F i g. 12 b zeigt die entsprechende Kurve des Antennengewinns für den Fehlerkanal, während Fi g. 12 c die Gewinnkurve der synthetischen Antenne als Funktion des Winkels zwischen Zielrichtung und synthetischer Achse <9₀ darstellt, wobei Θ die Zielrichtung bezeichnet. Die Gesamtcharakteristik der : Anordnung nach F i g. 4 und 5 für ein einzelnes Ziel ist das Produktaxis (<9 - Θα), where Θα denotes the direction of the antenna axis and Θ the target direction. F i g. 12 b shows the corresponding curve of the antenna gain for the error channel, while FIG. 12 c shows the gain curve of the synthetic antenna as a function of the angle between the target direction and the synthetic axis <9 ₀ , where Θ denotes the target direction. The overall characteristics of the: arrangement according to FIG. 4 and 5 for a single goal is the product

größten Interesses zu mitteln. Über einen derart langen Entfernungsbereich ist es unwahrscheinlich, daß ein starkes Übergewicht von Zielen auf der einen oder anderen Seite der synthetischen Achse auftritt.of greatest interest. Over such a long distance range, it is unlikely that there is a strong preponderance of targets on one side or the other of the synthetic axis.

Infolgedessen wird die durchschnittliche Fehlerspannung proportional Θα~Θ₀ sein.As a result, the average error voltage will be proportional to Θα ~ Θ ₀ .

Als Integrator kann vorzugsweise ein magnetisches Plattenaufzeichnungsgerät benutzt werden. Wie in Fig. 6a und 6b gezeigt, kann ein solcher IntegratorA magnetic disk recorder can preferably be used as the integrator. As in 6a and 6b, such an integrator can

der Gewinne der synthetischen und physikalischen io eine fünf spurige rotierende magnetische Platte 100the gains of synthetic and physical io a five track rotating magnetic disk 100

Antennen für jeden der zwei Kanäle. F i g. 13 a bis aufweisen, wobei jeder Spur ein Löschkopf 101, ein 13 f zeigen die zusammengesetzten, d. h. die sich aus
dem Gewinnprodukt ergebenden Charakteristiken fürAntennas for each of the two channels. F i g. 13 a to have, with each track having an erase head 101, a 13 f showing the composite, ie the one from
the profit product resulting characteristics for

den Summen- und den Fehlerkanal. Wennthe sum and the error channel. if

Schreibkopf 102 und eine geeignete Anzahl z. B.Write head 102 and a suitable number e.g. B.

25 Leseköpfe 11 bis 125 zur Integrierung von 25 Im- = Θ_ο, pulsen zugeordnet sind. Es können natürlich auch wobei die physikalische und die synthetische Achse in 15 andere Impulszahlen integriert werden, wobei jeweils Deckung sind, so ist die zusammengesetzte Gewinn- die Anzahl der vorgesehenen Leseköpfe gleich der charakteristik im Fehlerkanal symmetrisch, wie dies Zahl der zu integrierenden Impulse gemacht wird, in F i g. 13 d gezeigt ist. Wenn Θα kleiner als Θ_ο ist, Die Spuren bzw. Kanäle II, III, IV sind identisch mit wobei die physikalische Antenne links von der syn- Kanal I, und zur Vereinfachung der Darstellung ist thetischen Antenne liegt, so ist der Fehlerkanalgang 20 nur der erste und letzte Lesekopf von Kanal I darvorwiegend negativ, wie dies in Fig. 13b dargestellt gestellt. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ist. Wenn Θα größer als <9₀ ist, wobei die physikalische der Abstand der Leseköpfe, die mit den Schreib- und Antenne rechts von der synthetischen Antenne liegt, Löschköpfen symmetrisch über die Platte verteilt so ist der Fehlersignalgang im wesentlichen positiv, sind, derart gewählt, daß alle Leseköpfe eine einzige wie dies aus Fig. 13f hervorgeht. Wie in Fig. 13a, 25 Impulsperiode unter Berücksichtigung der Winkel-13 c, 13 e gezeigt ist, ändert sich im Summenkanal die geschwindigkeit der Platte voneinander entfernt sind, zusammengesetzte Charakteristik nicht in der Polarität Der Schreibkopf schreibt alle aufeinanderfolgenden als Funktion der Winkelabweichung. Aus F i g. 13 Videozeichen bzw. Impulse, wie sie eintreffen, auf, geht ferner hervor, daß bei Übereinstimmung der zwei und die Leseköpfe lesen gleichzeitig jeweils eine Achsen und bei Lage des Zieles auf der physikalischen 30 Gruppe von 25 der zuletzt empfangenen Videozüge Antennenachse das Fehlersignal Null ist und dem- ab. Sobald der neueste Impuls aufgezeichnet ist, zufolge auch der Ausgangswert der Summierschal- gelangt der 26. Impuls unter den Löschkopf und tung 74 (F i g. 5) im Fehlerkanal zu Null wird. Wenn wird gelöscht. Somit wird für jeden neu empfandie synthetische Achse rechts von der Antennenachse genen Impuls eine neue synthetische Antenne von liegt, liegen alle Ziele, die zum Ausgangswert der 35 25 Elementen gebildet, die physikalisch längs des Summierschaltung 74 beitragen, rechts von der An- Geschwindigkeitsvektors des das Radargerät tragenden tennenachse, und das Fehlersignal am Eingang des Flugzeuges in einem Abstand liegen, der gleich der Phasendetektors 75 hat die gleiche Polarität wie der Strecke ist, die sich das Flugzeug in einer Impuls-Summenkanaleingangswert von der Summierschal- periode bewegt. Die Leseköpfe lesen dann gleichzeitig tung 59 zum Phasendetektor 75. Entsprechend haben 40 die letzten 25 Videoimpulse ab, und die kombinierten bei links von der Antennenachse liegender synthe- Ausgangswerte der Leseköpfe entsprechen in jedem tischer Achse die Ausgangswerte der Summen- und Zeitpunkt den Echos aus dem gleichen Entfernungs-Fehlerkanalschaltungen 59 und 74 entgegengesetzte gebiet.25 read heads 11 to 125 for the integration of 25 impulses = Θ _ο , impulses are assigned. Of course, the physical and synthetic axes can also be integrated into 15 other pulse numbers, whereby each is congruent, so the combined gain - the number of read heads provided is the same as the characteristic in the error channel symmetrically, as is the number of pulses to be integrated , in Fig. 13d is shown. If Θα is less than Θ _ο , the tracks or channels II, III, IV are identical to where the physical antenna is to the left of the syn channel I, and to simplify the representation is the thetic antenna, the error channel path 20 is only the first and last read head of channel I is mainly negative, as shown in Fig. 13b. In the embodiment described, is. If Θα is greater than <9 ₀ , the physical distance between the read heads, which is to the right of the synthetic antenna with the write and antenna, and erase heads symmetrically distributed over the disk, the error signal path is essentially positive, selected in such a way that that all read heads are a single one as shown in Fig. 13f. As shown in Fig. 13a, 25 pulse period taking into account the angle 13 c, 13 e, the speed of the disk changes in the sum channel, the composite characteristic does not change in polarity. From Fig. 13 video characters or impulses, as they arrive, also shows that if the two and the reading heads match one axis at a time, and if the target is on the physical group of 25 of the last received video trains antenna axis, the error signal is zero and from there. As soon as the most recent pulse is recorded, the output value of the summing switch also reaches the 26th pulse under the erase head and device 74 (FIG. 5) in the error channel becomes zero. When will be deleted. Thus for each newly sensed synthetic axis to the right of the antenna axis a new synthetic antenna is located, all targets that form the output value of the 35 25 elements that physically contribute along the summing circuit 74 are to the right of the velocity vector of the Radar device carrying antenna axis, and the error signal at the entrance of the aircraft at a distance which is equal to the phase detector 75 has the same polarity as the distance that the aircraft is moving in a pulse sum channel input value from the summing cycle. The reading heads then simultaneously read the device 59 to the phase detector 75. Accordingly, 40 have the last 25 video pulses from, and the combined synthetic output values of the reading heads lying to the left of the antenna axis correspond to the output values of the sum and time of the echoes in each table axis same range-fault channel circuits 59 and 74 opposite areas.

Polarität, wie dies aus Fig. 13 a und 13 b ersichtlich Der oben angegebene Kopf abstand stellt einenPolarity, as can be seen from Fig. 13 a and 13 b The above head distance represents a

ist. Hieraus ergibt sich, daß der Ausgangswert des 45 Spezialfall, und zwar den physikalisch einfachsten Synchrondemodulators bzw. Phasendetektors 75 für Fall der allgemeineren Regel dar, daß die Köpfe Ziele rechts von der Antennenachse positiv ist und einen ganzzahligen Faktor von Impulsperioden voneine Größe hat, die im wesentlichen proportional einander entfernt sein müssen. Die Benutzung eines der Winkelabweichung zwischen den Achsen ist. Faktors einer höheren Einheit wird mit »Sprung-is. It follows from this that the output value of the 45 special case, namely the physically simplest Synchronous demodulator or phase detector 75 for the case of the more general rule that the heads Aims to the right of the antenna axis is positive and an integer factor of pulse periods of one Has size which must be spaced apart substantially proportionally. Using a is the angular deviation between the axes. Factor of a higher unit is indicated with »jump

Um sicherzustellen, daß das Fehlersignal vom 50 abtastung« bezeichnet. Die Benutzung dieses Prinzips Phasendetektor 75 nur der Winkelabweichung pro- gestattet eine höhere Plattengeschwindigkeit und desportional ist und nicht durch die Reflexionsstärke am halb eine höhere videogetreue und Entfernungsauf-Ziel beeinflußt wird, ist es zweckmäßig, die Ver- lösung bei einer gegebenen Impulsfolgefrequenz.
Stärkung der ZF-Verstärker 51 und 71 im Summen- ■ Es sei beispielsweise angenommen, daß die Lese- und Fehlerkanal in üblicher Weise durch das Summen- 55 köpfe eine halbe Impulsperiode entfernt sind. BeiTo ensure that the error signal from the 50 denotes sampling. The use of this principle phase detector 75 only allows the angular deviation to allow a higher disk speed and is disproportionate and is not influenced by the reflection strength at the halfway a higher video fidelity and distance to target, it is expedient to use the resolution at a given pulse repetition frequency.
Strengthening the IF amplifiers 51 and 71 in the sum- ■ It is assumed, for example, that the read and error channels are usually removed by the sum head by half a pulse period. at

signal zu regeln, so daß der Ausgangswert des ZF-Verstärkers über die Periodendauer eines gewählten Torintervalls konstant gehalten wird. Diese Regelung wird durch Zuführung des Ausgangswertes des Verstärkers 51 zu einem Gleichrichter 90 erreicht, von 60 dem er über ein Tor 91 zu dem Regelspannungsverstärker 92 gelangt, der die Verstärkung der beiden ZF-Verstärker regelt. Das Tor 91 wird ebenfalls von dem Torgenerator 77 gesteuert, der einen verhältnis-signal to regulate, so that the output value of the IF amplifier is kept constant over the period of a selected gate interval. This regulation is achieved by feeding the output value of the amplifier 51 to a rectifier 90, of 60 which he arrives at the control voltage amplifier 92 via a gate 91, which amplifies the two IF amplifier regulates. The gate 91 is also controlled by the gate generator 77, which has a relative

800 Hz ist eine Impulsfolgeperiode etwa gleich einer Entfernimg von etwa 180 km. Somit kann nur ein Bereich von etwa 90 km benutzt werden. Die Platte kann dann jedoch doppelt so schnell laufen als bisher. Der Schreib- und Löschkopf müssen während des gewählten Intervalls von etwa 90 km durch das Tor aufgetastet werden. In diesem Falle würde sich eine ungerade Anzahl von Kopfstellungen ergeben. Die Köpfe, die die aufeinanderfolgenden Zeichen lesen,800 Hz, a pulse train period is approximately equal to a distance of approximately 180 km. So only one can Area of about 90 km can be used. However, the plate can then run twice as fast as before. The write and erase head must go through the gate during the selected interval of around 90 km be gated open. In this case there would be an odd number of head positions. the Heads that read the successive characters,

mäßig langen Torimpuls, der einer Entfernung in 65 z. B. das siebte und das achte letzte Zeichen, wärenmoderately long gate impulse, which corresponds to a distance in 65 z. B. the seventh and the eighth final characters

der Größenordnung von 30 km und mehr ent- also zwei Kopfstellungen entfernt,
spricht, erzeugt. Dieser wird geeignet verzögert, um Der Integrator ist schematisch in Fig. 6a dar-of the order of magnitude of 30 km and more - i.e. two head positions away,
speaks, generates. The integrator is shown schematically in Fig. 6a.

das Torintervall über den Entfernungsbereich des gestellt. Es ist jeweils ein getrennter Aufzeichnungs-the goal interval is set over the distance range of the. There is a separate recording

kanal I bis IV für jeden Phasendetektor 52, 53, 72, 73 vorgesehen. Ein Vorspannungsgenerator 103 ist zur Erregung der Löschköpfe und zur Erzeugung des üblichen Vormagnetisierungssignals vorgesehen, das mit den Phasendetektorausgangswerten in Summiernetzwerken 104, 105, 106, 107 kombiniert wird. Die vorgespannten Videosignale von den Summiernetzwerken 104 bis 107 werden über entsprechende Aufzeichnungsverstärker 108, 109, 110, 111 auf die Schreibköpfe der entsprechenden Aufzeichnungskanäle bzw. Spuren gegeben. Das Summenkanal-Kombiniernetzwerk 59 enthält ein Widerstands-Summiernetzwerk sowie eine Anzahl von Bewertungswiderständen 120, 121, 122, 123 und natürlich entsprechende Widerstände für die dazwischenliegenden Leseköpfe, die nicht dargestellt sind. Die Leseköpfe sind mit den Bewertungs- und Summierwiderständen mittels geeigneter Verstärker gekoppelt, die in der Darstellung als Kathodenstufen 124, 125, 126, 127 ausgebildet sind. Das Summiernetzwerk 74 enthält ein entsprechendes bewertetes Widerstands-Summiernetzwerk, welches mit den entsprechenden Fehlerkanalleseköpfen der Plattenkanäle III und IV durch die dargestellten Kathodenstufen od. dgl. gekoppelt ist. Somit speichert der Plattenkanal I die Quadraturphasenkomponente des Summenkanalvideosignals, Kanal II die gleichphasige Komponente des Summenkanalvideosignals, Kanal III die Quadraturkomponente des Fehlerkanalvideosignals und Kanal IV die gleichphasige Komponente des Fehlerkanalvideosignals. Die Ausgangswerte der Summiernetzwerke 59 und 74 werden über Verstärker 130 und 131 an den Phasendetektor 75 und Gleichrichter 60 in F i g. 5 für den Summenkanal gegeben und für den Fehlerkanal an den Phasendetektor 75. channels I to IV for each phase detector 52, 53, 72, 73 are provided. A bias generator 103 is provided for exciting the erase heads and for generating the usual bias signal, which is combined with the phase detector output values in summing networks 104, 105, 106, 107 . The biased video signals from the summing networks 104 to 107 are applied to the write heads of the corresponding recording channels or tracks via corresponding recording amplifiers 108, 109, 110, 111. The sum channel combining network 59 contains a resistor-summing network as well as a number of evaluation resistors 120, 121, 122, 123 and of course corresponding resistors for the read heads lying therebetween, which are not shown. The reading heads are coupled to the evaluation and summing resistors by means of suitable amplifiers, which are embodied as cathode stages 124, 125, 126, 127 in the illustration. The summing network 74 contains a corresponding weighted resistance summing network which is coupled to the corresponding fault channel reading heads of the disk channels III and IV through the cathode stages shown or the like. Thus, disk channel I stores the quadrature phase component of the sum channel video signal, channel II stores the in-phase component of the sum channel video signal, channel III stores the quadrature component of the error channel video signal, and channel IV stores the in-phase component of the error channel video signal. The output values of the summing networks 59 and 74 are passed through amplifiers 130 and 131 to the phase detector 75 and rectifier 60 in FIG. 5 for the sum channel and for the error channel to the phase detector 75.

Um exakte Registrierung der Videosignale trotz unvermeidbarer kleiner Schwankungen der Plattengeschwindigkeit sicherzustellen, wird zweckmäßig der vorher beschriebene Trigger der Anordnung, der die Sendertastzeiten steuert, von der Platte des Integrators selbst abgeleitet. Für diesen Zweck wird auf der Platte 100 ein fünfter Aufzeichnungskanal V vorgesehen, auf den eine fortlaufende Folge schmaler Zeitimpulse aufgezeichnet ist. Diese Zeitimpulsfolge wird durch einen einzelnen Abtastkopf 132 abgetastet und geht durch eine Impulsform- und Verstärkerschaltung 133, von der die Triggerimpulse abgenommen werden. Der Winkelabstand längs der Plattenkanäle ist bei den Zeitimpulsen im Zeitkanal der gleiche wie der Winkelabstand der Leseköpfe auf den vier Datenverarbeitungskanälen I bis IV, um exakte Registrierung der Videosignale unabhängig von der Plattendrehzahl sicherzustellen.In order to ensure exact registration of the video signals despite unavoidable small fluctuations in the disk speed, the previously described trigger of the arrangement, which controls the transmitter sampling times, is expediently derived from the disk of the integrator itself. For this purpose, a fifth recording channel V is provided on the disk 100 , on which a continuous sequence of narrow time pulses is recorded. This timing pulse train is sampled by a single scanning head 132 and passes through a pulse shaping and amplifying circuit 133 from which the trigger pulses are taken. The angular spacing along the disk channels is the same for the time pulses in the time channel as the angular spacing of the reading heads on the four data processing channels I to IV in order to ensure exact registration of the video signals regardless of the disk speed.

Die Videoaufzeichnungen an den Leseköpfen werden in den Summiernetzwerken addiert, um ein Zeichen hoher Auflösung zu erzeugen, das der bewerteten Summe der Impulse einer Gruppe von 25 neuesten Impulsen, die bei dem vorliegenden Beispiel gewählt sind, entspricht. Jedesmal, wenn der Sender auf Grund eines Zeitimpulses einen Impuls ausstrahlt, wird das auftretende Echo aufgezeichnet und das älteste Echo gelöscht. Es wird somit in jeder Impulsperiode ein Zeichen hoher Auflösung erzeugt. Obwohl jeder einzelne Lesekopf, z. B. der sechs Impulsperioden vom Schreibkopf entfernte Lesekopf, in jeder Impulsperiode ein anderes Zeichen abliest, ist trotzdem das Zeichen, das er liest, immer das sechste neueste Echo. Somit ist immer der gleiche Bewertungskoeffizient, wie er durch die Widerstände 120 bis 123 im Summiernetzwerk bestimmt wird, an den einzelnen Köpfen wirksam, so daß eine Umschaltung für Zwecke der Bewertung nicht notwendig ist.The video recordings on the reading heads are added together in the summing networks to produce a high resolution character which corresponds to the weighted sum of the pulses of a group of 25 most recent pulses selected in the present example. Every time the transmitter emits a pulse due to a time pulse, the echo that occurs is recorded and the oldest echo is deleted. A character of high resolution is thus generated in each pulse period. Although each individual read head, e.g. B. the reading head, which is six pulse periods away from the write head, reads a different character in each pulse period, the character it reads is still the sixth newest echo. The same evaluation coefficient, as determined by the resistors 120 to 123 in the summing network, is therefore always effective at the individual heads, so that switching over for evaluation purposes is not necessary.

Das Videosignal hoher Auflösung im Summenkanal muß in einem Gleichrichter 60 in F i g. 5 wegen der bipolaren Natur des kohärenten Videosignals gleichgerichtet werden. Die Polarität des in Fig. 13a und 13 e dargestellten Videosignals von einem einzelnen Ziel hängt von der jeweiligen Phase des Zielechos ab. Zwei Ziele auf der gleichen Achse, die sich in der Entfernung jedoch um ein ungerades Vielfaches von Viertelwellenlängen unterscheiden, ergeben Videosignale entgegengesetzter Polarität. Der Gleichrichter bewirkt Videosignale einer einzigen Polarität.The high resolution video signal in the sum channel must be fed to a rectifier 60 in FIG. 5 because of the bipolar nature of the coherent video signal. The polarity of the in Fig. 13a 13e and 13e of the video signal from a single target depends on the respective phase of the target echo away. Two targets on the same axis, but the distance between them is an odd multiple differ from quarter wavelengths result in video signals of opposite polarity. The rectifier causes video signals of a single polarity.

Die Verwendung des Summenvideosignals vom Netzwerk 59 als Bezugsfrequenz des Phasendetektors 75 ist außerdem wegen der bipolaren Natur des kohärenten Videosignals notwendig. Wie vorstehend erläutert wurde, kann ein Ziel auf der synthetischen Achse entweder ein positives oder ein negatives Videosignal ergeben. Jedoch haben die zwei Kanäle, d. h. der Summen- und Fehlerkanal, jeweils immer die gleiche Polarität für ein Ziel auf der synthetischen Achse, wenn sich die physikalische Antenne links von der synthetischen Antennenachse befindet. Umgekehrt ist bei rechts liegender Antenne die Polarität in den Kanälen immer entgegengesetzt. Bei den bei der Erfindung benutzten üblichen Synchron- bzw. Phasendetektoren ist die Ausgangsamplitude proportional der Eingangsamplitude, jedoch ist die Polarität am Ausgang positiv, wenn die Eingangsspannung und die Bezugsspannung in Phase sind, und negativ, wenn diese gegenphasig sind. Somit wird die Richtung des Fehlers durch den Phasendetektor 75 festgestellt, unabhängig von der jeweiligen HF-Phase.The use of the composite video signal from network 59 as the reference frequency for phase detector 75 is also necessary because of the bipolar nature of the coherent video signal. As discussed above, a target on the synthetic axis can yield either a positive or a negative video signal. However, the two channels, ie the sum and error channel, always have the same polarity for a target on the synthetic axis if the physical antenna is to the left of the synthetic antenna axis. Conversely, if the antenna is on the right, the polarity in the channels is always opposite. In the conventional synchronous or phase detectors used in the invention, the output amplitude is proportional to the input amplitude, but the polarity at the output is positive when the input voltage and the reference voltage are in phase and negative when they are out of phase. The direction of the error is thus determined by the phase detector 75 , regardless of the respective RF phase.

Ein Zahlenbeispiel für die Bildung einer synthetischen Antenne nach der vorliegenden Erfindung soll das Verständnis des Erfindungsgedankens erleichtern.A numerical example of the formation of a synthetic antenna according to the present invention is intended facilitate understanding of the idea of the invention.

Der Synchrondemodulator 21 in F i g. 3 hat einen Ausgangswert, der proportional der ZF-Amplitude mal dem Kosinus des Phasenwinkels zwischen ZF-Signal und Bezugsspannung ist. Somit ergibt sich für ein einzelnes ZielThe synchronous demodulator 21 in FIG. 3 has an output value that is proportional to the IF amplitude times the cosine of the phase angle between the IF signal and the reference voltage. Thus results for a single goal

e₀ = E cos [2 π (fa- f_a')t],e ₀ = E cos [2 π (fa- f _a ') t],

wormworm

E = Amplitude des ZF-Signals,
e₀ = Amplitude des Videoimpulses am Demodulator. E = amplitude of the IF signal,
e ₀ = amplitude of the video pulse on the demodulator.

Der Integrator erzeugt einen Ausgangswert ei, der einen Mittelwert der letzten η Videoechoamplituden darstellt. Somit istThe integrator generates an output value ei which represents an average value of the last η video echo amplitudes. So is

JLJL

StPStP

ei = — / Ecos[2n(fa- ei = - / Ecos [2n (fa-

JLJL

2P2P

sin \n{f& — fd')^: sin \ n {f & - fd ') ^:

worinwherein

P = Impulsfolgefrequenz des Radargerätes,
N = Anzahl der integrierten Impulse. P = pulse repetition frequency of the radar device,
N = number of integrated pulses.

N
Es ist zu beachten, daß ψ die Integrationszeit ist. N
Note that ψ is the integration time.

Diese Zeit multipliziert mit der Flugzeuggeschwindigkeit ergibt die Länge der synthetischen Antenne.This time multiplied by the aircraft speed gives the length of the synthetic antenna.

Die Dopplerfrequenz kann wie folgt abgeleitet werden: Die Phase Φ des Echos gegenüber demSende-Die Strahlbreite /S₀ = 3,6 Milliradian = 0,2°.The Doppler frequency can be derived as follows: The phase Φ of the echo with respect to the transmission - The beam width / S ₀ = 3.6 milliradians = 0.2 °.

Die synthetische Antenne ist in diesem Falle etwa 7,6 m lang. Durch Benutzung einer größeren Speicherkapazität im Videointegrator kann ein noch schmälerer Strahl erzeugt werden. Jedoch sollte im Interesse der Vereinfachung die Speicherkapazität nicht unnötig groß gemacht werden.In this case, the synthetic antenna is about 7.6 m long. By using a larger storage capacity An even narrower beam can be generated in the video integrator. However, in the interest of Simplification does not make the storage capacity unnecessarily large.

Die erforderliche Größe der physikalischen Antenne ist ebenfalls von Interesse. Diese muß eine ausreichendeThe required size of the physical antenna is also of interest. This must be sufficient

signal ist gleich 2?nnal der Hin- und Rückweglänge io Richtwirkung haben, um die Nebenkeulen zu untersignal is equal to 2 times the length of the outward and return path io have directivity in order to subdivide the sidelobes

in Wellenlängen.in wavelengths.

wormworm

Φ_ο — die Phase des Reflexionskoeffizienten des Φ _ο - the phase of the reflection coefficient of the

Zieles,Goal,

R = Entfernung,
λ = Wellenlänge. R = distance,
λ = wavelength.

Die Dopplerfrequenz ist die Ableitung der Phase nach der Zeit. Somit istThe Doppler frequency is the derivative of the phase with respect to time. So is

2Ä2Ä
Ja _λ~.Yes _λ ~.

drücken. Eine Nebenkeule ergibt sich unter jedem Winkel, für den (fa—fa) ein exaktes Vielfaches der Impulsfolgefrequenz ist. Wird diese Bedingung aus Gleichung (7) eingesetzt und für (Θ—Θ_ο) aufgelöst, so ist die Abweichung von der Achse, unter der die erste Nebenkeule auftritt,to press. A sidelobe results at every angle for which (fa-fa) is an exact multiple of the pulse repetition frequency. If this condition from equation (7) is used and solved for (Θ— Θ _ο ), then the deviation from the axis under which the first side lobe occurs is

Ρ·λΡ · λ

2Fsin<9₀ 2Fsin <9 ₀

Die erste Ableitung von R nach der Zeit (r) ist einfach die Fortpflanzungsgeschwindigkeit V mal dem Kosinus des Winkels Θ zwischen dem Entfernungsvektor und dem Geschwindigkeitsvektor. The first derivative of R with respect to time (r) is simply the velocity of propagation V times the cosine of the angle Θ between the distance vector and the velocity vector.

Die Strahlbreite der physikalischen Antenne darf nicht größer als dieser Winkel beim maximalen Wert von <9₀ sein. Andernfalls ist es möglich, daß die Hauptkeule und eine Hilfskeule beide innerhalb der physikalischen Strahlbreite liegen. Wenn O_n, den maximalen Wert von 6>₀ und ß_m die maximal zulässige Strahlbreite der physikalischen Antenne bezeichnet, so ergibt sichThe beam width of the physical antenna must not be larger than this angle with a maximum value of <9 ₀ . Otherwise it is possible that the main lobe and an auxiliary lobe are both within the physical beam width. If O _n denotes the maximum value of 6> ₀ and β _m denotes the maximum permissible beam width of the physical antenna, then this results

es ergibt sichit surrenders

2V2V

— cos Θ; - cos Θ;

3°3 °

fd = fd =

2V2V

cos <9cos <9

ο >ο>

ßm = --- ßm = ---

P-XP-X

(11)(11)

dann istthen

2V2V

<9₀)sin<9₀ (T) <9 ₀ ) sin <9 ₀ (T)

für kleine Winkel außerhalb der Achse. Hierin ist Θ_ο die Strahlrichtung der synthetischen Antenne. Jetzt kann der Ausdruck für das Antennendiagramm geschrieben werden. Aus Gleichung (2) und (7) ergibt sichfor small angles outside the axis. Here Θ _{ο is} the beam direction of the synthetic antenna. Now the expression for the antenna diagram can be written. From equations (2) and (7) results

.L NVa . _
sm 12 π sm k> .L NVa . _
sm 12 π sm k>

£1£ 1
KK

ο ^NVa ■ η
2 π sine>„ ο ^NVa ■ η
2 π sine>"

PlPl

(8) Es sei 0_m = 45° und ß_m = 4°. Es ist ersichtlich, daß eine 75-cm-Antenne mit einer Strahlbreite von 2,8° im X-Band mehr als ausreichend ist. Die physikalische Antenne wird natürlich nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung synchron mit der synthetischen Antenne in Abtastbewegung versetzt. Aus Gleichung (9) ist ersichtlich, daß die Strahlbreite der synthetischen Antenne eine Funktion des Sichtwinkels ist. Je größer dieser Winkel wird, um so besser wird die Auflösung. Es ergibt sich keine Verbesserung der Auflösung in gerader Richtung. Jedoch wird eine wesentliche Verbesserung schon bei sehr kleinen Winkeln erreicht. Der Faktor kann durch Kombinieren der Gleichungen (9) und (11) bestimmt werden, um das Verhältnis der physikalischen Antenaenstrahlbreite β α zur synthetischen Antennenstrahlbreite fi₀ zu erhalten(8) Let 0 _m = 45 ° and ß _m = 4 °. It can be seen that a 75 cm antenna with a beam width of 2.8 ° in the X-band is more than sufficient. The physical antenna is of course set in scanning movement synchronously with the synthetic antenna according to the principle of the present invention. From equation (9) it can be seen that the beam width of the synthetic antenna is a function of the viewing angle. The larger this angle, the better the resolution. There is no improvement in the resolution in a straight line. However, a significant improvement is achieved even at very small angles. The factor can be determined by combining equations (9) and (11) to obtain the ratio of the physical antenna beam width β α to the synthetic antenna beam width fi ₀

$^A — -^^sm<9 $ ^A - - ^ ^{sm <9}

ß₀ 0,9 sin 0_m ß ₀ 0.9 sin 0 _m

(12)(12)

worin α die Abweichung (Θ—Θ_ο) von der Achse und K eine Konstante ist. Die Gleichung (8) ist in F i g. 10 aufgetragen. Der 3-db-Punkt ergibt sich, wo die Abszisse den Wert 0,225 hat. Die Strahlbreite ist gleich 55 dargestellt. Diese zeigt den Faktor, um den die Auf-where α is the deviation (Θ - Θ _ο ) from the axis and K is a constant. Equation (8) is in FIG. 10 applied. The 3-db point is found where the abscissa has the value 0.225. The beam width is shown equal to 55. This shows the factor by which the

Dieses Verhältnis ist in Fig. 11 für 0_m = 45°This relationship is in FIG. 11 for 0 _m = 45 °

dem Doppelten dieses Wertes. Infolgedessen ist
β = °'^45Ρλ twice this value. As a result is
β = ° ^'45Ρλ

worin ß₀ die Strahlbreite ist.
Als Beispiel ist angenommen:
λ = 0,03 m (etwa X = Band),
P = 1000 Impulse/sec,
V = 305 m/sec,
N = 25 Impulse,
Θ = 30°where ß _{0 is} the beam width.
The following is assumed as an example:
λ = 0.03 m (approximately X = band),
P = 1000 pulses / sec,
V = 305 m / sec,
N = 25 pulses,
Θ = 30 °

lösung mit Hilfe der Datenverarbeitung verbessert wird. Es ist ersichtlich, daß eine Verbesserung um (9) einen Faktor 5 bei nur 8° vom Flugweg erzielt wird.solution is improved with the help of data processing. It can be seen that an improvement by (9) a factor of 5 is achieved at only 8 ° from the flight path.

Bei 30° wird eine Verbesserung um einen FaktorAt 30 ° there is an improvement by a factor

€0 von 20 erreicht. In dem begrenzten Falle einer nichtabtastenden Antenne oder bei Θ_ο = 0_m entspricht die mögliche Abtastverbesserung einem Faktor, der zahlenmäßig etwa gleich der Anzahl der integrierten Videozeichen ist.Reached € 0 of 20. In the limited case of a non-scanning antenna or with Θ _ο = 0 _m , the possible scanning improvement corresponds to a factor which is numerically approximately equal to the number of integrated video characters.

In keinem Falle, selbst in gerader Richtung kann der Verbesserungsfaktor kleiner als Eins sein. Es ist ersichtlich, daß die wirksame Strahlbreite nicht größer als die physikalische Strahlbreite werden kann.In no case, even in a straight line, the improvement factor can be less than one. It is it can be seen that the effective beam width cannot be larger than the physical beam width.

Um das Optimum zu erzielen, sofern dies notwendig oder wünschenswert erscheint, kann das Strahlungsdiagramm der Fig. 10 verformt werden, indem die gleiche Bewertung durchgeführt wird, wie sie gewöhnlich beim Entwerfen von Linearantennen angewendet wird. Es ist bekannt, daß bei Längsstrahlern die Nebenkeulen durch nichtlineare Stromverteilung über die Strahlelemente unterdrückt werden können. Bei der vorliegenden synthetischen Antenne werden zweckmäßig die üblichen Bewertungsfaktoren auf die Videosignale vor der Summierung durch Wahl geeigneter Werte der Widerstände, wie z. B. 120 bis 123, der Summiernetzwerke angewendet. Andere an sich bekannte Arten der Bewertung können ebenfalls angewandt werden. Beispielsweise können für eine geeignete Unterdrückung der Nebenkeulen die Widerstände im Summiernetzwerk gemäß den folgenden Werten bemessen werden:In order to achieve the optimum, if this appears necessary or desirable, the radiation diagram of FIG. 10 can be deformed by the the same assessment is made as is commonly used in the design of linear antennas will. It is known that in longitudinal radiators, the side lobes through non-linear current distribution the radiating elements can be suppressed. In the present synthetic antenna, it becomes appropriate the usual weighting factors on the video signals prior to summing by choice suitable values of the resistances, e.g. 120 to 123, the summing networks are applied. Other Types of evaluation known per se can also be used. For example, can for a suitable suppression of the side lobes, the resistances in the summing network according to FIGS the following values can be measured:

LesekopfnummerRead head number Relativer Wert des WiderstandesRelative value of the resistance 1. 271. 27 2,5492.549 2, 262, 26 3,9193,919 3,253.25 3,0443.044 4, 244, 24 2,4522,452 5, 235, 23 2,0372.037 6, 226, 22 1,7371.737 7, 217, 21 1,5161.516 8, 208, 20 1,3521.352 9, 199, 19 1,2311,231 10, 1810, 18 1,1411.141 11, 1711, 17 1,0761.076 12, 1612, 16 1,0331.033 13, 1513, 15 1,0081.008 1414th 1,0001,000

3535

Da der Sichtwinkel der synthetischen Antennenachse eine Funktion der Dopplerfrequenz ist, ist es ersichtlich, daß durch das Abtasten an der Antenne eine defokussierende Wirkung entsteht, in verschiedenen Anwendungsfällen kann die Defokussierung geduldet werden, so daß keine Maßnahmen zur Vermeidung der defokussierenden Wirkung bei der Abtastung erforderlich sind. Dieser Effekt ist jedoch eine Funktion der Abtastfrequenz, so daß eine Phasenbewertung bzw. Entzerrung der Videoimpulse vor der Summierung bei mit schneller Abtastung arbeitenden Geräten vorteilhaft erscheint. Hierfür werden die einzelnen Signale von den verschiedenen Integratorleseköpfen in der Phase gedreht, and zwar jeweils um einen Betrag, der für die jeweilige Abtastfrequenz berechnet werden kann. Es ist dabei zu beachten, daß die Phasendrehung sich hier nicht auf die elektrische Phase des durch den Lesekopf abgelesenen Signals bezieht, sondern vielmehr auf die Phase der Dopplerfrequenz, die in der Amplitudennaöduiation des Videosignals enthalten ist. Um die Anwendung der Phasendrehtechnik zu ermöglichen, werden die Summen- und Fehlersignale von den ZF-Verstärkern im Umfange ihrer gleichphasigen und Quadraturkomponenten behandelt. Mit einer solchen Anordnung kann die Phasenentzerrung automatisiert werden, indem die gleichphasige Spannung durch ein Dämpfungsglied mit einem Wert cos Φκ und die Qaadraturspannung durch ein Dämpfungsglied mit einem Wert sin#g· geschickt wird, wobei jedem Lesekopf des magnetischen Aofzeichnungsgerätes ein anderer Wert von Φκ zugeordnet wird. Der jeweilige Wert von Φκ bei jedem einzelnen Lesekopf bestimmt dann den Wert des Bewertungswiderstandes, z. B. 120 bis 123, im Summiernetzwerk, wobei sowohl eine Amplitudenbewertung zur Nebenkeulenunterdrückung als auch eine Phasenbewertung zur Fokussierung angestrebt werden. Die Bewertungsfunktionen werden zweckmäßig kombiniert, so daß der Wert nur eines Widerstandes für jeden Lesekopf zu bestimmen ist. Es kann gezeigt werden, daß bei richtiger Programmierung der Abtastfrequenz in bezug auf Impulsfolgefrequenz, Übergrundgeschwindigkeit und die Richtung des abgetasteten Gebietes die Phasenbewertung Φ_η des m-ten Lesekopfes gleich K₁Nt* ist, wobei K₁ eine Konstante ist. Beispielsweise ist bei 27 Leseköpfen und bei einer solchen programmierten Abtastung, daß sich fünf Auftreffpunkte pro Abtastbewegung ergeben, der Wert von K₁ = 0,0206 Winkelgeschwindigkeit. So erhält beispielsweise im Summenkanal von Fig. 6a der Widerstand 121, der die Bewertung für den ersten Lesekopf der Quadraturkomponente des Summenvideosignals bewirkt, einen Wert a_x · sin Φ_χ, wobei er die Amplitudenbewertung und die sin Φ-Phasenentzerrang vornimmt, und der Widerstand 123, der den 25. Lesekopf der Quadraturkomponente bewertet, erhält den Wert O₂₅ · sin #35. Entsprechend erhalten die Widerstände 120t und 122 für die Bewertung der gleichphasigen Komponente die Werte a_t · cos Φ_χ bzw. O₂₅ - cos Φ₂₅, so daß auch hier für jeden Kopf die Amplitudenond Phasenentzerrung mittels eines einzigen Widerstandes erzielt wird.Since the viewing angle of the synthetic antenna axis is a function of the Doppler frequency, it can be seen that a defocusing effect arises from the scanning at the antenna, in various applications the defocusing can be tolerated, so that no measures to avoid the defocusing effect during the scanning are necessary are. However, this effect is a function of the sampling frequency, so that a phase weighting or equalization of the video pulses before the summation appears to be advantageous in the case of devices operating with fast sampling. For this purpose, the individual signals are rotated in phase by the various integrator read heads, to be precise in each case by an amount that can be calculated for the respective sampling frequency. It should be noted that the phase rotation here does not relate to the electrical phase of the signal read by the reading head, but rather to the phase of the Doppler frequency, which is contained in the amplitude naeduction of the video signal. In order to enable the use of the phase rotation technique, the sum and error signals from the IF amplifiers are treated to the extent of their in-phase and quadrature components. With such an arrangement, the phase equalization can be automated by sending the in-phase voltage through an attenuator with a value cos Φκ and the Qaadrature voltage through an attenuator with a value sin # g, each read head of the magnetic recording device being assigned a different value of Φκ will. The respective value of Φκ for each individual read head then determines the value of the evaluation resistor, e.g. B. 120 to 123, in the summing network, both an amplitude evaluation for sidelobe suppression and a phase evaluation for focusing are sought. The evaluation functions are expediently combined so that the value of only one resistor has to be determined for each reading head. It can be shown that if the scanning frequency is programmed correctly with respect to the pulse repetition frequency, ground speed and the direction of the scanned area, the phase weighting Φ _{η of} the m-th reading head is equal to K ₁ Nt * , where K _{1 is} a constant. For example, with 27 reading heads and with such a programmed scanning that there are five points of impact per scanning movement, the value of K ₁ = 0.0206 angular velocity. Thus 6a is, for example, in the sum channel of Fig., The resistor 121, which causes the vote for the first reading head of the quadrature component of the sum of the video signal, a value a _x · sin _Φ χ, where it carries out the amplitude evaluation and sin Φ-Phasenentzerrang and the resistance 123, which evaluates the 25th read head of the quadrature component, receives the value O ₂₅ · sin # 35. Correspondingly, the resistors 120t and 122 for the evaluation of the in-phase component receive the values a _t · cos Φ _χ or O ₂₅ - cos Φ ₂₅ , so that here too the amplitude and phase equalization is achieved for each head by means of a single resistor.

Die synthetische Achse ist in Wirklichkeit nicht für alle Flug- und Radarbedingungen eine gerade Linie. Die Anordnung spricht streng nur auf solche Ziele an, die durch die physikalische Antenne angestrahlt werden und deren Dopplerfrequenz innerhalb ebnes schmalen Bandes liegt, in dessen Mitte sich die Dopplerbezugsfrequenz des Oszillators 55 befindet. Der geometrische Ort der Ziele konstanter Dopplerfrequenz ist ein Kreiskonus, in dessen Spitze sich das Flugzeug befindet und dessen Achse in Richtung des Geschwindigkeitsvektors zeigt. Im ebenen Fluge bildet der Schnitt des Konus mit der Bodenebene eine Hyperbel. Die Ortskurven der Punkte auf der Erde mit verschiedenen Dopplerfrequenzen bilden eine Schar von Hyperbeln. Infolgedessen ist die Achse der künstlichen Antenne in Wirklichkeit gekrümmt. Die Krümmung der Antennenachse kann jedoch vernachlässigt werden, da sie für Entfernungen, die groß im Vergleich zur Höhe über Grand sind, verschwindend klein ist Für tieffliegende Flugzeuge besteht daher kein Problem. Für hochßiegende Flugzeuge ist die parametrische Gleichung der Antennenacbse in BadenkoordinatenIn reality, the synthetic axis is not straight for all flight and radar conditions Line. The arrangement responds strictly only to targets that are illuminated by the physical antenna and whose Doppler frequency lies within the same narrow band in the middle of which the Doppler reference frequency of the oscillator 55 is located. The locus of the constant Doppler frequency targets is a circular cone with the aircraft at its tip and its axis pointing towards it of the speed vector shows. In plane flight, the intersection of the cone forms with the ground plane a hyperbola. Form the locus curves of the points on the earth with different Doppler frequencies a host of hyperbolas. As a result, the axis of the artificial antenna is in reality curved. However, the curvature of the antenna axis can be neglected, as it is necessary for distances, which are large compared to the height above Grand, is vanishingly small for low-flying aircraft therefore there is no problem. For soaring planes is the parametric equation of the antenna acbse in bathing coordinates

χ = K₁R χ = K ₁ R

y = y =

wobeiwhereby

χ = χ =

R = R =

h = h =

K₂ =K ₂ =

Bodenabstand im rechten Winkel zur Flugrichtung,Ground clearance at right angles to the direction of flight,

Schrägentfernung»Slope distance »

Höhe über Grund,Height above ground,

Kosinas des Winkels zwischen Entfer-Cosine of the angle between

aungsvektor and Geschwindigkeitsvektormotion vector and speed vector

(wie dargestellt durch die Dopplerbezugs-(as shown by the Doppler reference

frequenz des Oszillators 55).frequency of the oscillator 55).

709 747/198709 747/198

Infolgedessen kann in Fällen, in denen die Nichtlinearität in der Anzeige nicht zugelassen werden kann, durch Benutzung bekannter Methoden der Entzerrung ein unverzerrtes Bodenbild auf dem Sichtgerät angezeigt werden.. Hierfür wird die lineare Vertikalablenksägezahnspannung nach einer Funktion des Faktors K₂, d. Iu dem Kosinus des Sichtwinkels, entzerrt und eine Horizontalablenkspannung benutzt, die aus einer üblichen hyperbolischen Grundschwingung besteht, in der 'die Entfernungsspannung um den Faktor } Τ^~'χ^, d. h. dem Sinus des Sichtwinkels, entzerrt wird.As a result, in cases where the non-linearity in the display can not be allowed, known by using methods of equalizing an undistorted floor image displayed on the display device .. For this purpose, the linear Vertikalablenksägezahnspannung for a function of the factor K _2, d. Iu the cosine of the viewing angle, equalized and a horizontal deflection voltage is used, which consists of a usual hyperbolic fundamental oscillation, in which 'the distance voltage is equalized by the factor} Τ ^ ~' χ ^, ie the sine of the viewing angle.

Der frequenzvariable Oszillator 55 (F i g. 5) braucht nur grob linear zu sein, da er zum Nullabgleich des Ausgangswertes des Phasendetektors 75 benutzt wird. Wenn jedoch ein genau linearer frequenzvariabler Oszillator vorgesehen'. wird, ist der Eingangswert desselben genau proportional der Dopplerfrequenz längs der synthetischen Achse und deshalb auch längs der Antennenachse. Die Dopplerfrequenz steht natürlich in direkter Beziehung zu der Komponente der Übergrundgeschwindigkeit längs der Achse, und die Anordnung liefert somit am Ausgang des Verstärkers 79 ein Signal, aus dem der vollständige Übergrundgeschwindigkeitsvektor errechnet werden kann, wenn die Antenne abtastet und die Übergrundgeschwindigkeitskomponenten laufend gemessen werden. Infolgedessen ist bei der paraktischen Anwendung der Anordnung nach der Erfindung ein getrenntes Dopplernavigationsradargerät für die Berechnung der für das Abtasten erforderlichen Dopplerfrequenz nicht notwendig, da das Gerät die Information selbst liefert, die gewöhnlich von einem Navigationsradar abgenommen wird. The variable-frequency oscillator 55 (FIG. 5) only needs to be roughly linear since it is used for zeroing the Output value of the phase detector 75 is used. However, if a precisely linear frequency variable Oscillator provided '. the input value of the same is exactly proportional to the Doppler frequency along the synthetic axis and therefore also along the antenna axis. The Doppler frequency stands of course in direct relation to the component of the ground speed along the axis, and the arrangement thus provides at the output of the amplifier 79 a signal from which the complete Ground velocity vector can be calculated when the antenna is scanned and the ground velocity components continuously measured. As a result, in the case of the paractical application the arrangement according to the invention, a separate Doppler navigation radar device for the calculation the Doppler frequency required for scanning is not necessary, as the device provides the information itself supplies, which is usually picked up from a navigation radar.

Die Erfindung gestattet ferner auch eine verbesserte Festzeichenunterdrückung, und zwar steht für diesen Zweck eine vorteilhafte Anordnung zur Auslöschung von Impulsoberschwingungen höherer Ordnung zur Verfügung. Eine derartige Weiterbildung der Erfindung kann in einfacher Weise, wie in F i g. 14 und 15 dargestellt, ausgebildet werden. Durch Anordnung anderer Bewertungswiderstände für die aufgezeichneten Videozeichen im Integrator kann ein künstliches Antennendiagramm erzielt werden, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, bei dem mit Bandsperrenfilterwirkung gearbeitet wird an Stelle der Bandpaßwirkung in Fig. 2. Wie in F i g. 15 gezeigt, sind in der Summier- und Bewertungsschaltung 59 einfach zwei Sätze von Bewertungswiderständen imSummenkanal vorgesehen. Ein zweiter Satz von Bewertungswiderständen 120 a, 121a, 122 α, 123 α dient zur Zuführung des Summensignals zu einem Verstärker 130 a, und die Ausgänge der zwei Verstärker 130 und 130 a sind über einen geeignet betätigten Zweistellungsschalter 80 -wahlweise an den Gleichrichter 60 .anschaltbar. Der eine Widerstandssatz 120 bis 123 wird bei Bodenabbildungsbetrieb mit hoher Auflösung benutzt, und der andere Satz 120 a bis 123 a wird bei Festzeichenunterdrückung eingeschaltet. Der Fehlerkanal bleibt bei beiden Betriebsarten unverändert, so daß auch bei der Festzeichenunterdrückung die synchrone Achsennachführung erhalten bleibt. Der Unterschied besteht darin, daß der Summenkanal jetzt alle Videosignale von Zielen auf der Achse sperrt, statt sie durchzulassen. Das unterdrückte Band ist breit genug, um alle Festziele zu. unterdrücken, die durch den Strahl der physikalischen Antenne angestrahlt werden. Somit werden alle Überdeckungen durch Festzeichen beseitigt. Geeignete Werte für die Festzeichenunterdrückungswiderstände 120a usw. sind z. B. folgende-The invention also allows improved fixed character suppression, and for this purpose an advantageous arrangement for canceling pulse harmonics of higher order is available. Such a development of the invention can be implemented in a simple manner, as shown in FIG. 14 and 15 shown, are formed. By arranging other evaluation resistors for the recorded video symbols in the integrator, an artificial antenna diagram can be achieved, as shown in FIG. 14, in which the band-stop filter effect is used instead of the band-pass effect in FIG. As shown in Figure 15, in the summing and weighting circuit 59, there are simply two sets of weighting resistors in the sum channel. A second set of evaluation resistors 120 a, 121a, 122 α, 123 α is used to feed the sum signal to an amplifier 130 a, and the outputs of the two amplifiers 130 and 130 a are optionally to the rectifier 60 via a suitably operated two-position switch 80. switchable. One set of resistors 120 to 123 is used in the high-resolution ground imaging mode, and the other set 120 a to 123 a is switched on for fixed-character suppression. The error channel remains unchanged in both operating modes so that synchronous axis tracking is retained even with fixed character suppression. The difference is that the sum channel now blocks all video signals from targets on the axis instead of letting them through. The suppressed band is wide enough to cover all fixed targets. suppress that are irradiated by the beam of the physical antenna. In this way, all coverages by fixed characters are removed. Suitable values for the fixed character suppression resistors 120a etc. are e.g. B. the following-

LesekopfnummerRead head number Relative WiderstandswerteRelative resistance values 1 und 271 and 27 -20,42-20.42 2 und 262 and 26 CXDCXD 3 und 253 and 25 +17,28+17.28 4 und 244 and 24 QOQO ¹⁰ 5 und 23 ¹⁰ 5 and 23 -14,13-14.13 6 und 226 and 22 QOQO 7 und 217 and 21 +11,00+11.00 8 und 208 and 20 GOGO 9 und 199 and 19 -7,854-7,854 ^l5 10 und 18 ^l 5 10 and 18 QOQO 11 und 1711 and 17 +4,713+4.713 12 und 1612 and 16 QOQO 13 und 1513 and 15 -1,571-1.571 1414th +1,000+1,000

Ein Minuszeichen gibt an, daß der verwendete Widerstand den gleichen Relativwert hat wie die angegebene Größe, jedoch mit der entgegengesetzten Seite (negative Phase) der zugehörigen Lesekopfwicklung verbunden ist. Ein unendlicher Wert bedeutet, daß kein Widerstand vorhanden, der Kreis also offen ist. Bei dem angegebenen Beispiel wird ein Dopplerfrequenzband von etwa gleich 50% des gesamten verfügbaren Bandes unterdrückt. Für die Sperrung anderer Bänder sind andere Widerstandswerte zu verwenden, einschließlich des allgemeinen Falles, daß kein Widerstand unendlich ist.A minus sign indicates that the resistor used has the same relative value as that specified size, but with the opposite side (negative phase) of the associated read head winding connected is. An infinite value means that there is no resistance, the circle so is open. In the example given, a Doppler frequency band of approximately equal to 50% of the entire available band is suppressed. Different resistance values are used for blocking other bands including the general case that no resistance is infinite.

Die Anstrahlung bewegter Ziele durch die physikalische Antenne ergibt im allgemeinen eine andere Dopplerfrequenzverschiebung als bei Festzielen unter dem gleichen Azimutwinkel. Sie liegen deshalb innerhalb des Durchlaßbandes, da die Differenzfrequenz am Ausgang der Phasendetektoren 52, 53 für derartige bewegte Ziele nicht Null ist, und sie werden deshalb auf dem Sichtgerät angezeigt.The exposure of moving targets by the physical antenna generally gives a different result Doppler frequency shift than fixed targets at the same azimuth angle. They are therefore within of the pass band, since the difference frequency at the output of the phase detectors 52, 53 for such moving targets is not zero and will therefore be displayed on the display.

Bei dem hochauflösenden Abtastradargerät nach dem Ausführungsbeispiel wird die Monopulstechnik benutzt, und ein mehrkanaliger Integrator dient zur Erzeugung eines Signals, das nach Größe und Richtung der Winkelabweichung zwischen der wirklichen Antennenachse und der Achse einer künstlich nachgebildeten Antenne hoher Auflösung proportional ist. Das Fehlersignal wird bei der erläuterten Ausführungsform durch Nachdrehen der synthetischen Achse mittels eines Bezugsfrequenzoszillators auf Null gebracht, so daß die beiden Achsen aufeinander ausgerichtet werden. Es ist verständlich, daß das Fehlersignal andererseits auch zum Nachdrehen der wirklichen Antennenachse mittels eines Azimutservo-In the high-resolution scanning radar device according to the embodiment, the monopulse technique is used is used, and a multi-channel integrator is used to generate a signal that is according to size and direction the angular deviation between the real antenna axis and the axis of an artificially reproduced one Antenna high resolution is proportional. The error signal is in the illustrated embodiment by turning the synthetic axis to zero by means of a reference frequency oscillator brought so that the two axes are aligned. It is understandable that the error signal on the other hand also for turning the real antenna axis by means of an azimuth servo

55;antriebes benutzt werden kann, um die Antennenachse auf die synthetische Achse einzustellen. Derjenigen Achse, die nicht durch das Fehlersignal angetrieben wird, wird in üblicher Weise die Abtastbewegung aufgeprägt, so daß beide zusammen die Abtastung ausführen.55; can be used to drive the antenna axis to adjust to the synthetic axis. The axis that is not affected by the error signal is driven, the scanning movement is impressed in the usual way, so that both together the Execute a scan.

Claims (11)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Bord-Radargerät für Luftfahrzeuge, welches eine Richtantenne für die Aussendung von Impulsen einer gewählten Trägerfrequenz aufweist und einen mit dieser Antenne verbundenen Empfänger für die Aufnahme der an Zielen reflektierten Impulse, deren Frequenz um die1. On-board radar device for aircraft, which has a directional antenna for the emission of pulses a selected carrier frequency and one connected to this antenna Receiver for receiving the pulses reflected on targets whose frequency is around the Dopplerfrequenz der Ziele frequenzverschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppler-Bezugsfrequenzgenerator (22) vorgesehen und mit dem Empfänger und dem Generator eine Anordnung (52, 53) verbunden ist, die die empfangenen reflektierten Impulse durch Überlagerung mit der Bezugsfrequenz demoduliert und dadurch ein demoduliertes Signal liefert, welches aus einem Zug der reflektierten Impulse besteht, deren Amplitude mit der Differenzfrequenz zwischen der Ziel-Dopplerfrequenz und der Bezugsfrequenz schwankt, daß das demodulierte Signal einer Speicher- und Addieranordnung (58, 59, 74) für aufeinanderfolgende Pulsfolgeperioden der Echosignale zugeführt wird, derart, daß zur an sich bekannten Anzeige nach Entfernung und Richtung ein Ausgangssignal für ein Ziel nur dann erzeugt wird, wenn das Ziel in einer Richtung liegt, unter der seine Dopplerfrequenz gleich der Bezugsfrequenz ist, daß an die Antenne ein zweiter an ao sich bekannter Radarempfangskanal (41) angeschlossen ist, dessen elektrische Ausgangsgröße ein Maß für die Winkelabweichung der Zielrichtung gegenüber der Antennenachse ist, und daß die Bezugsfrequenz in Abhängigkeit von dieser elektrischen Ausgangsgröße derart geändert wird, daß die Richtung, unter der Ziele eine Ausgangsspannung liefern, mit der Antennenachse in Übereinstimmung gebracht wird.Doppler frequency of the targets is shifted in frequency, characterized in that a Doppler reference frequency generator (22) is provided and one with the receiver and the generator Arrangement (52, 53) is connected, which the received reflected pulses by superposition demodulated with the reference frequency and thereby delivers a demodulated signal which consists of a Train of the reflected pulses consists, whose amplitude with the difference frequency between the Target Doppler frequency and the reference frequency fluctuates that the demodulated signal one Storage and adding arrangement (58, 59, 74) for successive pulse train periods of the echo signals is supplied in such a way that for the per se known display according to distance and direction an output for a target is only generated if the target is in one direction below which its Doppler frequency is equal to the reference frequency, that to the antenna a second to ao known radar receiving channel (41) is connected, the electrical output variable is a measure of the angular deviation of the target direction relative to the antenna axis, and that the reference frequency is changed as a function of this electrical output variable in such a way that that the direction in which targets provide an output voltage coincides with the antenna axis is brought. 2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarempfänger nach dem Summe-Differenz-Prinzip arbeitet und der zweite Empfangskanal der Differenzkanal ist.2. Radar device according to claim 1, characterized in that the radar receiver according to the The sum-difference principle works and the second receiving channel is the difference channel. 3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speicher- und Addieranordnung außer den Summen- auch die Differenzsignale nach Demodulation durch die Bezugsfrequenz getrennt gespeichert und addiert werden und so die elektrische Ausgangsgröße für die Frequenzregelung des Doppler-Bezugsfrequenzgenerators liefern.3. Radar device according to claim 2, characterized in that in the storage and adding arrangement in addition to the sum and the difference signals after demodulation by the reference frequency are stored and added separately and thus the electrical output variable for the Supply frequency control of the Doppler reference frequency generator. 4. Radargerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen zur Demodulation (52, 53 bzw. 72, 73) aus je einem Paar von Synchronphasendetektoren bestehen, denen die Bezugsfrequenz direkt bzw. über 90°-Phasendrehglieder zugeführt wird.4. Radar device according to claim 3, characterized in that the arrangements for demodulation (52, 53 or 72, 73) each consist of a pair of synchronous phase detectors to which the Reference frequency is fed directly or via 90 ° phase rotating elements. 5. Radargerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher- und Addieranordnung ein mehrkanaliges Aufzeichnungsgerät vorgesehen ist, in dem die demodulierten Signale mit einem Schreiborgan je Kanal aufgezeichnet und mittels einer Mehrzahl von in Abständen angeordneten Leseorganen in Gruppen gleichzeitig abgelesen und anschließend addiert werden.5. Radar device according to claim 3 or 4, characterized in that as a storage and adding arrangement a multi-channel recording device is provided in which the demodulated signals recorded with one writing element per channel and by means of a plurality of at intervals arranged reading organs in groups can be read at the same time and then added up. 6. Radargerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät ein magnetisches mit einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger ist.6. Radar device according to claim 5, characterized in that the recording device is a is magnetic with a disk-shaped recording medium. 7. Radargerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Leseorgan eine Signalbewertung bzw. Entzerrung durch Widerstände od. dgl. stattfindet und die Addition der Signale am Ausgang der Bewertungsschaltungen durchgeführt wird und daß eine Amplituden- und Phasenbewertung, vorzugsweise durch eine gemeinsame Bewertungsschaltung, stattfindet.7. Radar device according to claim 5 or 6, characterized in that a signal evaluation at each reading element or equalization by resistors or the like takes place and the addition of the signals is carried out at the output of the evaluation circuits and that an amplitude and phase evaluation, preferably by a common evaluation circuit. 8. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Demodulation im Zwischenfrequenzgebiet die hierzu erforderliche zwischenfrequente Bezugsfrequenz durch EinseitenbandmodulationdesDoppler-Bezugsfrequenz- generators gewonnen wird.8. Radar device according to one of claims 1 to 7, characterized in that with demodulation in the intermediate frequency range, the intermediate frequency reference frequency required for this by means of single sideband modulation of the Doppler reference frequency generator is obtained. 9. Radargerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungsschaltungen am Ausgang der Leseorgane Bandsperrencharakteristik zur Unterdrückung von Festzeichensignalen bewirken, die vorzugsweise wahlweise einschaltbar ist.9. Radar device according to claim 7, characterized in that the evaluation circuits on Output of the reading organs cause band-stop characteristics to suppress fixed-character signals, which can preferably be switched on optionally. 10. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die addierten Signalwerte durch Torschalter (76) zeitlich ausgetastet werden.10. Radar device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the added signal values are blanked in time by gate switches (76) will. 11. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Krümmung der Flugbahn die Anzeige der Richtung, unter der Ziele eine Ausgangsspannung liefern, im Ablenkkreis des Radarsichtgerätes entzerrt wird.11. Radar device according to one of claims 1 to 10, characterized in that with curvature the trajectory is an indication of the direction under which targets provide an output voltage Deflection circle of the radar display device is equalized. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 682 656, 2 817 835.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,682,656, 2,817,835. Hierzu 3 Blatt ZeichnungenIn addition 3 sheets of drawings 709 747/198 1.68 © Bundesdruckerei Berlin709 747/198 1.68 © Bundesdruckerei Berlin